സിവിഡി സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗ്
1. എന്തുകൊണ്ട് ഒരു ഉണ്ട്സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് കോട്ടിംഗ്
എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പ്രക്രിയയിലൂടെ വേഫറിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ വളരുന്ന ഒരു പ്രത്യേക ക്രിസ്റ്റൽ നേർത്ത ഫിലിം ആണ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളി. സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് വേഫറിനെയും എപ്പിടാക്സിയൽ നേർത്ത ഫിലിമിനെയും മൊത്തത്തിൽ എപ്പിടാക്സിയൽ വേഫറുകൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. അവയിൽ, ദിസിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽഒരു സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഹോമോജീനിയസ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫർ ലഭിക്കുന്നതിന് ചാലക സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് അടിവസ്ത്രത്തിൽ പാളി വളർത്തുന്നു, ഇത് ഷോട്ട്കി ഡയോഡുകൾ, മോസ്ഫെറ്റുകൾ, ഐജിബിടികൾ എന്നിവ പോലുള്ള പവർ ഉപകരണങ്ങളാക്കി മാറ്റാം. അവയിൽ, ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നത് 4H-SiC അടിവസ്ത്രമാണ്.
എല്ലാ ഉപകരണങ്ങളും അടിസ്ഥാനപരമായി എപ്പിറ്റാക്സിയിൽ സാക്ഷാത്കരിക്കപ്പെട്ടതിനാൽ, ഗുണനിലവാരംഎപ്പിറ്റാക്സിഉപകരണത്തിൻ്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ വലിയ സ്വാധീനം ചെലുത്തുന്നു, എന്നാൽ പരലുകളുടെയും അടിവസ്ത്രങ്ങളുടെയും സംസ്കരണം എപ്പിറ്റാക്സിയുടെ ഗുണനിലവാരത്തെ ബാധിക്കുന്നു. ഇത് ഒരു വ്യവസായത്തിൻ്റെ മധ്യ ലിങ്കിലാണ്, വ്യവസായത്തിൻ്റെ വികസനത്തിൽ വളരെ നിർണായക പങ്ക് വഹിക്കുന്നു.
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളികൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന രീതികൾ ഇവയാണ്: ബാഷ്പീകരണ വളർച്ചാ രീതി; ലിക്വിഡ് ഫേസ് എപ്പിറ്റാക്സി (LPE); മോളിക്യുലാർ ബീം എപ്പിറ്റാക്സി (MBE); രാസ നീരാവി നിക്ഷേപം (CVD).
അവയിൽ, കെമിക്കൽ നീരാവി നിക്ഷേപം (CVD) ആണ് ഏറ്റവും പ്രചാരമുള്ള 4H-SiC ഹോമോപിറ്റാക്സിയൽ രീതി. 4-H-SiC-CVD epitaxy സാധാരണയായി CVD ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഉയർന്ന വളർച്ചാ താപനില സാഹചര്യങ്ങളിൽ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ പാളി 4H ക്രിസ്റ്റൽ SiC ൻ്റെ തുടർച്ച ഉറപ്പാക്കാൻ ഇതിന് കഴിയും.
സിവിഡി ഉപകരണങ്ങളിൽ, സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ലോഹത്തിൽ നേരിട്ട് സ്ഥാപിക്കാനോ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ഡിപ്പോസിഷനുള്ള അടിത്തറയിൽ സ്ഥാപിക്കാനോ കഴിയില്ല, കാരണം അതിൽ വാതക പ്രവാഹത്തിൻ്റെ ദിശ (തിരശ്ചീന, ലംബ), താപനില, മർദ്ദം, ഫിക്സേഷൻ, വീഴുന്ന മലിനീകരണം തുടങ്ങിയ വിവിധ ഘടകങ്ങൾ ഉൾപ്പെടുന്നു. അതിനാൽ, ഒരു അടിത്തറ ആവശ്യമാണ്, തുടർന്ന് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് ഡിസ്കിൽ സ്ഥാപിക്കുന്നു, തുടർന്ന് സിവിഡി സാങ്കേതികവിദ്യ ഉപയോഗിച്ച് അടിവസ്ത്രത്തിൽ എപ്പിടാക്സിയൽ ഡിപ്പോസിഷൻ നടത്തുന്നു. ഈ അടിസ്ഥാനം SiC പൂശിയ ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിത്തറയാണ്.
ഒരു പ്രധാന ഘടകമെന്ന നിലയിൽ, ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിത്തറയ്ക്ക് ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശക്തിയും നിർദ്ദിഷ്ട മോഡുലസും നല്ല തെർമൽ ഷോക്ക് പ്രതിരോധവും നാശന പ്രതിരോധവും ഉണ്ട്, എന്നാൽ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയിൽ, നശിപ്പിക്കുന്ന വാതകങ്ങളുടെയും ലോഹ ഓർഗാനിക് ലോഹങ്ങളുടെയും അവശിഷ്ടങ്ങൾ കാരണം ഗ്രാഫൈറ്റ് നശിപ്പിക്കപ്പെടുകയും പൊടിക്കുകയും ചെയ്യും. കാര്യം, കൂടാതെ ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിത്തറയുടെ സേവനജീവിതം വളരെ കുറയും.
അതേസമയം, വീണ ഗ്രാഫൈറ്റ് പൊടി ചിപ്പിനെ മലിനമാക്കും. സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ വേഫറുകളുടെ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയിൽ, ഗ്രാഫൈറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ ഉപയോഗത്തിനായി ജനങ്ങളുടെ വർദ്ധിച്ചുവരുന്ന കർശനമായ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്നത് ബുദ്ധിമുട്ടാണ്, ഇത് അതിൻ്റെ വികസനത്തെയും പ്രായോഗിക പ്രയോഗത്തെയും ഗൗരവമായി പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു. അതിനാൽ, കോട്ടിംഗ് സാങ്കേതികവിദ്യ ഉയരാൻ തുടങ്ങി.
2. പ്രയോജനങ്ങൾSiC കോട്ടിംഗ്
കോട്ടിംഗിൻ്റെ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധത്തിനും നാശന പ്രതിരോധത്തിനും കർശനമായ ആവശ്യകതകളുണ്ട്, ഇത് ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ വിളവിനെയും ജീവിതത്തെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. SiC മെറ്റീരിയലിന് ഉയർന്ന ശക്തി, ഉയർന്ന കാഠിന്യം, കുറഞ്ഞ താപ വികാസ ഗുണകം, നല്ല താപ ചാലകത എന്നിവയുണ്ട്. ഇത് ഒരു പ്രധാന ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഘടനാപരമായ മെറ്റീരിയലും ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കളുമാണ്. ഇത് ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിത്തറയിൽ പ്രയോഗിക്കുന്നു. അതിൻ്റെ ഗുണങ്ങൾ ഇവയാണ്:
-SiC നാശത്തെ പ്രതിരോധിക്കുന്നതും ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസ് പൂർണ്ണമായി പൊതിയാൻ കഴിയുന്നതുമാണ്, കൂടാതെ നശിക്കുന്ന വാതകത്തിൻ്റെ കേടുപാടുകൾ ഒഴിവാക്കാൻ നല്ല സാന്ദ്രതയുണ്ട്.
-SiC ന് ഉയർന്ന താപ ചാലകതയും ഗ്രാഫൈറ്റ് ബേസുമായി ഉയർന്ന ബോണ്ടിംഗ് ശക്തിയും ഉണ്ട്, ഒന്നിലധികം ഉയർന്ന താപനിലയും താഴ്ന്ന താപനിലയും ഉള്ള ചക്രങ്ങൾക്ക് ശേഷം കോട്ടിംഗ് വീഴുന്നത് എളുപ്പമല്ലെന്ന് ഉറപ്പാക്കുന്നു.
ഉയർന്ന താപനിലയിലും നാശനഷ്ടങ്ങളുള്ള അന്തരീക്ഷത്തിലും കോട്ടിംഗ് പരാജയപ്പെടുന്നത് തടയാൻ -SiC ന് നല്ല രാസ സ്ഥിരതയുണ്ട്.
കൂടാതെ, വിവിധ വസ്തുക്കളുടെ എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ചൂളകൾക്ക് വ്യത്യസ്ത പ്രകടന സൂചകങ്ങളുള്ള ഗ്രാഫൈറ്റ് ട്രേകൾ ആവശ്യമാണ്. ഗ്രാഫൈറ്റ് സാമഗ്രികളുടെ താപ വിപുലീകരണ കോഫിഫിഷ്യൻ്റ് പൊരുത്തപ്പെടുത്തലിന് എപ്പിറ്റാക്സിയൽ ചൂളയുടെ വളർച്ചാ താപനിലയുമായി പൊരുത്തപ്പെടേണ്ടതുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് എപിറ്റാക്സിയൽ വളർച്ചയുടെ താപനില ഉയർന്നതാണ്, കൂടാതെ ഉയർന്ന താപ വിപുലീകരണ ഗുണക പൊരുത്തമുള്ള ഒരു ട്രേ ആവശ്യമാണ്. SiC യുടെ താപ വിപുലീകരണ ഗുണകം ഗ്രാഫൈറ്റിന് വളരെ അടുത്താണ്, ഇത് ഗ്രാഫൈറ്റ് അടിത്തറയുടെ ഉപരിതല കോട്ടിംഗിന് അനുയോജ്യമായ മെറ്റീരിയലായി ഇത് അനുയോജ്യമാണ്.
SiC മെറ്റീരിയലുകൾക്ക് പലതരം ക്രിസ്റ്റൽ രൂപങ്ങളുണ്ട്, ഏറ്റവും സാധാരണമായവ 3C, 4H, 6H എന്നിവയാണ്. SiC യുടെ വ്യത്യസ്ത ക്രിസ്റ്റൽ രൂപങ്ങൾക്ക് വ്യത്യസ്ത ഉപയോഗങ്ങളുണ്ട്. ഉദാഹരണത്തിന്, ഉയർന്ന പവർ ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ 4H-SiC ഉപയോഗിക്കാം; 6H-SiC ഏറ്റവും സ്ഥിരതയുള്ളതും ഒപ്‌റ്റോഇലക്‌ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ ഉപയോഗിക്കാവുന്നതുമാണ്; 3C-SiC, GaN-ന് സമാനമായ ഘടനയുള്ളതിനാൽ, GaN എപ്പിടാക്സിയൽ ലെയറുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും SiC-GaN RF ഉപകരണങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിനും ഉപയോഗിക്കാം. 3C-SiC നെ സാധാരണയായി β-SiC എന്നും വിളിക്കുന്നു. β-SiC യുടെ ഒരു പ്രധാന ഉപയോഗം ഒരു നേർത്ത ഫിലിമും കോട്ടിംഗ് മെറ്റീരിയലുമാണ്. അതിനാൽ, β-SiC ആണ് നിലവിൽ പൂശുന്നതിനുള്ള പ്രധാന മെറ്റീരിയൽ.
അർദ്ധചാലക നിർമ്മാണത്തിൽ SiC കോട്ടിംഗുകൾ സാധാരണയായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. അവ പ്രധാനമായും സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾ, എപ്പിറ്റാക്സി, ഓക്‌സിഡേഷൻ ഡിഫ്യൂഷൻ, എച്ചിംഗ്, അയോൺ ഇംപ്ലാൻ്റേഷൻ എന്നിവയിൽ ഉപയോഗിക്കുന്നു. കോട്ടിംഗിൻ്റെ ഭൗതികവും രാസപരവുമായ ഗുണങ്ങൾക്ക് ഉയർന്ന താപനില പ്രതിരോധത്തിലും നാശന പ്രതിരോധത്തിലും കർശനമായ ആവശ്യകതകളുണ്ട്, ഇത് ഉൽപ്പന്നത്തിൻ്റെ വിളവിനെയും ജീവിതത്തെയും നേരിട്ട് ബാധിക്കുന്നു. അതിനാൽ, SiC കോട്ടിംഗ് തയ്യാറാക്കുന്നത് നിർണായകമാണ്.
പോസ്റ്റ് സമയം: ജൂൺ-24-2024