ການພັດທະນາແລະການນໍາໃຊ້ຂອງ Silicon Carbide (SiC)
1. ສະຕະວັດຂອງການປະດິດສ້າງໃນ SiC
ການເດີນທາງຂອງ silicon carbide (SiC) ໄດ້ເລີ່ມຕົ້ນໃນ 1893, ໃນເວລາທີ່ Edward Goodrich Acheson ອອກແບບ furnace Acheson, ການນໍາໃຊ້ວັດສະດຸກາກບອນເພື່ອບັນລຸການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາຂອງ SiC ໂດຍຜ່ານການໃຫ້ຄວາມຮ້ອນໄຟຟ້າຂອງ quartz ແລະກາກບອນ. ສິ່ງປະດິດນີ້ເປັນຈຸດເລີ່ມຕົ້ນຂອງການຫັນເປັນອຸດສາຫະກໍາຂອງ SiC ແລະໄດ້ຮັບສິດທິບັດ Acheson.
ໃນຕົ້ນສະຕະວັດທີ 20, SiC ຖືກນໍາໃຊ້ຕົ້ນຕໍເປັນເຄື່ອງຂັດເນື່ອງຈາກຄວາມແຂງທີ່ໂດດເດັ່ນແລະຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່. ໃນກາງສະຕະວັດທີ 20, ຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເຕັກໂນໂລຢີການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີ (CVD) ໄດ້ປົດລັອກຄວາມເປັນໄປໄດ້ໃຫມ່. ນັກຄົ້ນຄວ້າຢູ່ Bell Labs, ນໍາພາໂດຍ Rustum Roy, ໄດ້ວາງພື້ນຖານສໍາລັບ CVD SiC, ບັນລຸການເຄືອບ SiC ທໍາອິດໃນພື້ນຜິວ graphite.
ຊຸມປີ 1970 ໄດ້ເຫັນຄວາມກ້າວຫນ້າທີ່ສໍາຄັນເມື່ອບໍລິສັດ Union Carbide ນໍາໃຊ້ graphite ເຄືອບ SiC ໃນການຂະຫຍາຍຕົວ epitaxial ຂອງວັດສະດຸ semiconductor gallium nitride (GaN). ຄວາມກ້າວຫນ້ານີ້ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນ LEDs ແລະເລເຊີທີ່ມີປະສິດຕິພາບສູງທີ່ອີງໃສ່ GaN. ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ການເຄືອບ SiC ໄດ້ຂະຫຍາຍອອກໄປນອກເຫນືອເຄື່ອງ semiconductors ໄປສູ່ການນໍາໃຊ້ໃນອາວະກາດ, ລົດຍົນ, ແລະເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ຍ້ອນການປັບປຸງເຕັກນິກການຜະລິດ.
ໃນມື້ນີ້, ການປະດິດສ້າງເຊັ່ນການສີດຄວາມຮ້ອນ, PVD, ແລະ nanotechnology ແມ່ນເພີ່ມປະສິດທິພາບແລະການນໍາໃຊ້ການເຄືອບ SiC, ສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງຂອງຕົນໃນຂົງເຂດທີ່ທັນສະໄຫມ.
2. ຄວາມເຂົ້າໃຈໂຄງສ້າງແລະການນໍາໃຊ້ Crystal ຂອງ SiC
SiC ມີຫຼາຍກວ່າ 200 polytypes, ຈັດປະເພດໂດຍການຈັດປະລໍາມະນູຂອງເຂົາເຈົ້າເຂົ້າໄປໃນ cubic (3C), hexagonal (H), ແລະ rhombohedral (R). ໃນບັນດາສິ່ງເຫຼົ່ານີ້, 4H-SiC ແລະ 6H-SiC ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸປະກອນທີ່ມີພະລັງງານສູງແລະ optoelectronic, ຕາມລໍາດັບ, ໃນຂະນະທີ່ β-SiC ມີມູນຄ່າການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ເຫນືອກວ່າ, ຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່, ແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion.
β-SiC ຂອງຄຸນສົມບັດເປັນເອກະລັກ, ເຊັ່ນ: ການນໍາໃຊ້ຄວາມຮ້ອນຂອງ120-200 W/m·Kແລະຄ່າສໍາປະສິດການຂະຫຍາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ກົງກັນຢ່າງໃກ້ຊິດກັບ graphite, ເຮັດໃຫ້ມັນເປັນວັດສະດຸທີ່ຕ້ອງການສໍາລັບການເຄືອບດ້ານໃນອຸປະກອນ wafer epitaxy.
3. ການເຄືອບ SiC: ຄຸນສົມບັດ ແລະເຕັກນິກການກະກຽມ
ການເຄືອບ SiC, ໂດຍປົກກະຕິ β-SiC, ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງເພື່ອເສີມຂະຫຍາຍຄຸນສົມບັດຂອງພື້ນຜິວເຊັ່ນ: ຄວາມແຂງ, ຄວາມທົນທານຕໍ່ການສວມໃສ່, ແລະຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນ. ວິທີການກະກຽມທົ່ວໄປປະກອບມີ:
- ການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີ (CVD):ສະຫນອງການເຄືອບທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງທີ່ມີການຍຶດຕິດທີ່ດີເລີດແລະຄວາມເປັນເອກະພາບ, ເຫມາະສໍາລັບຊັ້ນໃຕ້ດິນຂະຫນາດໃຫຍ່ແລະສະລັບສັບຊ້ອນ.
- ການປ່ອຍອາຍພິດທາງກາຍ (PVD):ສະເຫນີການຄວບຄຸມທີ່ຊັດເຈນກ່ຽວກັບອົງປະກອບການເຄືອບ, ເຫມາະສົມສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງ.
- ເຕັກນິກການສີດພົ່ນ, ການຊຶມເຊື້ອໄຟຟ້າເຄມີ, ແລະການເຄືອບ Slurry: ຮັບໃຊ້ເປັນທາງເລືອກທີ່ປະຫຍັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກສະເພາະ, ເຖິງແມ່ນວ່າມີຂໍ້ຈໍາກັດທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນການຍຶດຕິດແລະຄວາມເປັນເອກະພາບ.
ແຕ່ລະວິທີຖືກເລືອກໂດຍອີງໃສ່ຄຸນລັກສະນະຂອງ substrate ແລະຄວາມຕ້ອງການຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ.
4. SiC-Coated Graphite Susceptors ໃນ MOCVD
SiC-coated graphite susceptors ແມ່ນຂາດບໍ່ໄດ້ໃນ Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), ຂະບວນການສໍາຄັນໃນການຜະລິດວັດສະດຸ semiconductor ແລະ optoelectronic.
susceptors ເຫຼົ່ານີ້ສະຫນອງການສະຫນັບສະຫນູນທີ່ເຂັ້ມແຂງສໍາລັບການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຮູບເງົາ epitaxial, ຮັບປະກັນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນແລະການຫຼຸດຜ່ອນການປົນເປື້ອນ impurity. ການເຄືອບ SiC ຍັງຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານການຜຸພັງ, ຄຸນສົມບັດຂອງພື້ນຜິວ, ແລະຄຸນນະພາບການໂຕ້ຕອບ, ເຮັດໃຫ້ການຄວບຄຸມທີ່ຊັດເຈນໃນລະຫວ່າງການເຕີບໃຫຍ່ຂອງຮູບເງົາ.
5. ກ້າວໄປສູ່ອະນາຄົດ
ໃນຊຸມປີມໍ່ໆມານີ້, ຄວາມພະຍາຍາມທີ່ສໍາຄັນໄດ້ຖືກມຸ້ງໄປສູ່ການປັບປຸງຂະບວນການຜະລິດຂອງຊັ້ນຍ່ອຍ graphite ທີ່ເຄືອບ SiC. ນັກຄົ້ນຄວ້າກໍາລັງສຸມໃສ່ການເພີ່ມຄວາມບໍລິສຸດຂອງເຄືອບ, ຄວາມເປັນເອກະພາບ, ແລະອາຍຸການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການຂຸດຄົ້ນວັດສະດຸປະດິດສ້າງເຊັ່ນການເຄືອບ tantalum carbide (TaC).ສະຫນອງການປັບປຸງທີ່ມີທ່າແຮງໃນການນໍາຄວາມຮ້ອນແລະການຕໍ່ຕ້ານ corrosion, ປູທາງສໍາລັບການແກ້ໄຂລຸ້ນຕໍ່ໄປ.
ເນື່ອງຈາກຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການ susceptors graphite ເຄືອບ SiC ຍັງສືບຕໍ່ຂະຫຍາຍຕົວ, ຄວາມກ້າວຫນ້າໃນການຜະລິດອັດສະລິຍະແລະການຜະລິດອຸດສາຫະກໍາຈະສະຫນັບສະຫນູນການພັດທະນາຜະລິດຕະພັນທີ່ມີຄຸນນະພາບສູງເພື່ອຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການທີ່ພັດທະນາຂອງອຸດສາຫະກໍາ semiconductor ແລະ optoelectronics.
ເວລາປະກາດ: 24-11-2023