La Evoluo kaj Aplikoj de Silicia Karbido (SiC)
1. Jarcento de Novigado en SiC
La vojaĝo de siliciokarbido (SiC) komenciĝis en 1893, kiam Edward Goodrich Acheson dizajnis la Acheson-fornon, uzante karbonmaterialojn por atingi la industrian produktadon de SiC per elektra hejtado de kvarco kaj karbono. Tiu invento markis la komencon de la industriigo de SiC kaj gajnis al Acheson patenton.
En la frua 20-a jarcento, SiC estis ĉefe utiligita kiel abrasivo pro sia rimarkinda malmoleco kaj eluziĝorezisto. Ekde la mez-20-a jarcento, progresoj en kemia vapordemetado (CVD) teknologio malŝlosis novajn eblecojn. Esploristoj ĉe Bell Labs, gviditaj fare de Rustum Roy, metis la bazon por CVD SiC, atingante la unuajn SiC-tegaĵojn sur grafitaj surfacoj.
La 1970-aj jaroj vidis gravan sukceson kiam Union Carbide Corporation aplikis SiC-tegitan grafiton en la epitaksa kresko de galiumnitruro (GaN) semikonduktaĵmaterialoj. Tiu akcelo ludis pivotan rolon en alt-efikecaj GaN-bazitaj LEDoj kaj laseroj. Dum la jardekoj, SiC-tegaĵoj disetendiĝis preter duonkonduktaĵoj al aplikoj en aerspaca, aŭtomobila kaj elektra elektroniko, danke al plibonigoj en produktadteknikoj.
Hodiaŭ, novigoj kiel termika ŝprucado, PVD kaj nanoteknologio plue plibonigas la efikecon kaj aplikon de SiC-tegaĵoj, montrante ĝian potencialon en avangardaj kampoj.
2. Kompreni la Kristalajn Strukturojn kaj Uzojn de SiC
SiC fanfaronas pri pli ol 200 politipoj, klasifikitaj per iliaj atomaranĝoj en kubajn (3C), sesangulajn (H), kaj romboedrajn (R) strukturojn. Inter ĉi tiuj, 4H-SiC kaj 6H-SiC estas vaste uzataj en alt-potencaj kaj optoelektronikaj aparatoj, respektive, dum β-SiC estas taksita pro sia supera termika kondukteco, eluziĝorezisto kaj koroda rezisto.
β-SiC-ojunikaj propraĵoj, kiel varmokondukteco de120-200 W/m·Kkaj termika ekspansiokoeficiento proksime kongrua kun grafito, igas ĝin la preferata materialo por surfacaj tegaĵoj en oblata epitaksiekipaĵo.
3. SiC Tegaĵoj: Propraĵoj kaj Preparaj Teknikoj
SiC-tegaĵoj, tipe β-SiC, estas vaste aplikitaj por plifortigi surfacajn trajtojn kiel malmoleco, eluziĝorezisto kaj termika stabileco. Oftaj metodoj de preparado inkluzivas:
- Kemia Vapora Demetado (CVD):Provizas altkvalitajn tegaĵojn kun bonega adhero kaj unuformeco, idealaj por grandaj kaj kompleksaj substratoj.
- Fizika Vapordeponado (PVD):Proponas precizan kontrolon pri tega komponado, taŭga por altprecizaj aplikoj.
- Ŝprucaj Teknikoj, Elektrokemia Deponado kaj Slurry Tegaĵo: Servu kiel kostefikaj alternativoj por specifaj aplikoj, kvankam kun diversaj limigoj en adhero kaj unuformeco.
Ĉiu metodo estas elektita surbaze de la substrataj trajtoj kaj aplikaj postuloj.
4. SiC-Coated Graphite Susceptors en MOCVD
SiC-tegitaj grafitaj susceptoroj estas nemalhaveblaj en Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), ŝlosila procezo en semikonduktaĵo kaj optoelektronika materiala fabrikado.
Ĉi tiuj susceptoroj provizas fortikan subtenon por epitaksia filmkresko, certigante termikan stabilecon kaj reduktante malpuran poluadon. La tegaĵo de SiC ankaŭ plibonigas oksigenadreziston, surfacajn trajtojn kaj interfackvaliton, ebligante precizan kontrolon dum filmkresko.
5. Avancante Al la Estonteco
En la lastaj jaroj, signifaj klopodoj estis direktitaj al plibonigado de la produktadprocezoj de SiC-tegitaj grafitsubstratoj. Esploristoj fokusiĝas al plibonigo de tegaĵo pureco, unuformeco kaj vivdaŭro reduktante kostojn. Aldone, la esplorado de novigaj materialoj kieltegaĵoj de tantalokarbido (TaC).ofertas eblajn plibonigojn en termika kondukteco kaj koroda rezisto, pavimante la vojon por venontgeneraciaj solvoj.
Ĉar postulo de SiC-tegitaj grafitaj susceptoroj daŭre kreskas, progresoj en inteligenta fabrikado kaj industriskala produktado plu subtenos la disvolviĝon de altkvalitaj produktoj por renkonti la evoluantajn bezonojn de la industrioj de duonkonduktaĵoj kaj optoelektronikaj.
Afiŝtempo: Nov-24-2023