Leasachadh agus Cleachdadh Silicon Carbide (SiC)
1. Linn de Ùr-ghnàthachadh ann an SiC
Thòisich turas sileacon carbide (SiC) ann an 1893, nuair a dhealbhaich Eideard Goodrich Acheson fùirneis Acheson, a’ cleachdadh stuthan gualain gus cinneasachadh gnìomhachais SiC a choileanadh tro theasachadh dealain de èiteag agus gualain. Chomharraich an innleachd seo toiseach gnìomhachas SiC agus choisinn e peutant do Acheson.
Tràth san 20mh linn, bha SiC air a chleachdadh gu sònraichte mar sgrìobadh air sgàth cho cruaidh ‘s a bha e agus an aghaidh caitheamh. Ro mheadhan an 20mh linn, dh’ fhuasgail adhartasan ann an teicneòlas tasgadh bhalbhaichean ceimigeach (CVD) cothroman ùra. Shuidhich luchd-rannsachaidh aig Bell Labs, air a stiùireadh le Rustum Roy, an obair-stèidh airson CVD SiC, a’ coileanadh a’ chiad còmhdach SiC air uachdar grafait.
Chunnaic na 1970n adhartas mòr nuair a chuir Union Carbide Corporation grafait còmhdaichte le SiC an sàs ann am fàs epitaxial de stuthan semiconductor gallium nitride (GaN). Bha pàirt chudromach aig an adhartas seo ann an LEDan àrd-choileanadh stèidhichte air GaN agus lasers. Thairis air na deicheadan, tha còmhdach SiC air leudachadh nas fhaide na semiconductors gu tagraidhean ann an aerospace, càraichean agus electronics cumhachd, mar thoradh air leasachaidhean ann an dòighean saothrachaidh.
An-diugh, tha innleachdan leithid frasadh teirmeach, PVD, agus nanicneòlas a’ toirt tuilleadh leasachaidh air coileanadh agus cleachdadh chòtaichean SiC, a’ taisbeanadh a chomas ann an raointean ùr-nodha.
2. Tuigsinn structaran agus cleachdaidhean criostal SiC
Tha còrr air 200 polytypes aig SiC, air an seòrsachadh a rèir an rèiteachaidhean atamach gu structaran ciùbach (3C), sia-thaobhach (H), agus rhombohedral (R). Nam measg sin, tha 4H-SiC agus 6H-SiC air an cleachdadh gu farsaing ann an innealan àrd-chumhachd agus optoelectronic, fa leth, fhad ‘s a thathar a’ cur luach air β-SiC airson a ghiùlan teirmeach nas fheàrr, an aghaidh caitheamh, agus an aghaidh creimeadh.
β-SiC'sfeartan sònraichte, leithid giùlan teirmeach de120-200 W / m · Kagus co-èifeachd leudachaidh teirmeach a tha a’ maidseadh grafait gu dlùth, ga fhàgail mar an stuth as fheàrr leotha airson còmhdach uachdar ann an uidheamachd epitaxy wafer.
3. Còmhdaichean SiC: Feartan agus Dòighean Ullachaidh
Tha còmhdach SiC, mar as trice β-SiC, air an cur an sàs gu farsaing gus feartan uachdar àrdachadh leithid cruas, caitheamh caitheamh, agus seasmhachd teirmeach. Am measg nan dòighean ullachaidh cumanta tha:
- Tasgadh bhalbhaichean ceimigeach (CVD):A ’toirt seachad còmhdach àrd-inbhe le adhesion agus èideadh sàr-mhath, air leth freagarrach airson fo-stratan mòra agus iom-fhillte.
- Tasgadh vapor corporra (PVD):A ’tabhann smachd mionaideach air co-dhèanamh còmhdach, a tha freagarrach airson tagraidhean àrd-chruinneas.
- Teicneòlasan spraeadh, tasgadh electroceimiceach, agus còmhdach slurry: Dèan seirbheis mar roghainnean eile a tha èifeachdach a thaobh cosgais airson tagraidhean sònraichte, ged a tha crìochan eadar-dhealaichte ann an gèilleadh agus èideadh.
Tha gach dòigh air a thaghadh a rèir feartan an t-substrate agus riatanasan tagraidh.
4. Susceptors Graphite Coated SiC ann am MOCVD
Tha luchd-gabhail grafait còmhdaichte le SiC riatanach ann an tasgadh vapor ceimigeach meatailt organach (MOCVD), prìomh phròiseas ann an saothrachadh stuthan semiconductor agus optoelectronic.
Bidh na suaicheantais sin a’ toirt seachad taic làidir airson fàs film epitaxial, a’ dèanamh cinnteach à seasmhachd teirmeach agus a’ lughdachadh truailleadh neo-chunbhalachd. Bidh an còmhdach SiC cuideachd ag àrdachadh an aghaidh oxidation, feartan uachdar, agus càileachd eadar-aghaidh, a’ comasachadh smachd mionaideach rè fàs film.
5. Ag adhartachadh a dh'ionnsaigh an ama ri teachd
Anns na bliadhnachan mu dheireadh, chaidh oidhirpean mòra a dhèanamh gus pròiseasan toraidh fo-stratan grafait còmhdaichte le SiC a leasachadh. Tha luchd-rannsachaidh ag amas air a bhith ag àrdachadh purrachd còmhdach, èideadh, agus fad-beatha fhad ‘s a tha iad a’ lughdachadh chosgaisean. A bharrachd air an sin, tha sgrùdadh air stuthan ùr-nodha leithidcòmhdach tantalum carbide (TaC).a’ tabhann leasachaidhean a dh’ fhaodadh a bhith ann an giùlan teirmeach agus an aghaidh creimeadh, a’ fuasgladh na slighe airson fuasglaidhean an ath ghinealach.
Mar a tha iarrtas airson luchd-gabhail grafait còmhdaichte le SiC a’ sìor fhàs, bheir adhartasan ann an saothrachadh tùrail agus cinneasachadh aig ìre tionnsgalach tuilleadh taic do leasachadh thoraidhean àrd-inbhe gus coinneachadh ri feumalachdan mean-fhàs nan gnìomhachasan semiconductor agus optoelectronics.
Ùine puist: Samhain-24-2023