सिलिकन कार्बाइड इतिहास र सिलिकन कार्बाइड कोटिंग आवेदन

सिलिकन कार्बाइड (SiC) को विकास र अनुप्रयोगहरू

1. SiC मा नवप्रवर्तनको शताब्दी
सिलिकन कार्बाइड (SiC) को यात्रा 1893 मा सुरु भयो, जब एडवर्ड गुडरिक अचेसनले क्वार्ट्ज र कार्बनको विद्युतीय तताउने माध्यमबाट SiC को औद्योगिक उत्पादन प्राप्त गर्न कार्बन सामग्री प्रयोग गरी Acheson फर्नेस डिजाइन गरे। यो आविष्कारले SiC को औद्योगीकरणको सुरुवात गर्‍यो र Acheson लाई पेटेन्ट प्राप्त गर्यो।

20 औं शताब्दीको प्रारम्भमा, एसआईसी मुख्य रूपमा यसको उल्लेखनीय कठोरता र पहिरन प्रतिरोधको कारणले घर्षणको रूपमा प्रयोग गरिएको थियो। 20 औं शताब्दीको मध्यमा, रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD) प्रविधिमा भएको प्रगतिले नयाँ सम्भावनाहरू खोल्यो। रुस्तुम रोयको नेतृत्वमा बेल ल्याब्सका अन्वेषकहरूले ग्रेफाइट सतहहरूमा पहिलो SiC कोटिंग्स प्राप्त गर्दै CVD SiC को आधार तयार पारे।

युनियन कार्बाइड कर्पोरेशनले ग्यालियम नाइट्राइड (GaN) अर्धचालक सामग्रीको एपिटेक्सियल ग्रोथमा SiC-कोटेड ग्रेफाइट लागू गर्दा 1970 को दशकमा ठूलो सफलता देखियो। यस प्रगतिले उच्च-प्रदर्शन GaN-आधारित LEDs र लेजरहरूमा निर्णायक भूमिका खेलेको छ। दशकौंको दौडान, SiC कोटिंग्सले अर्धचालकभन्दा बाहिर एयरोस्पेस, अटोमोटिभ, र पावर इलेक्ट्रोनिक्समा एप्लिकेसनहरूमा विस्तार गरेको छ, उत्पादन प्रविधिहरूमा सुधारहरूको लागि धन्यवाद।

आज, थर्मल स्प्रेइङ, PVD, र न्यानो टेक्नोलोजी जस्ता आविष्कारहरूले SiC कोटिंग्सको कार्यसम्पादन र प्रयोगलाई अझ बढाउँदैछ, अत्याधुनिक क्षेत्रहरूमा यसको सम्भावना देखाउँदै।

2. SiC को क्रिस्टल संरचना र प्रयोगहरू बुझ्दै
SiC ले घन (3C), हेक्सागोनल (H), र rhombohedral (R) संरचनाहरूमा आणविक व्यवस्थाहरूद्वारा वर्गीकृत गरी 200 भन्दा बढी पोलिटाइपहरू समेटेको छ। यी मध्ये, 4H-SiC र 6H-SiC क्रमशः उच्च-शक्ति र अप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ, जबकि β-SiC यसको उच्च थर्मल चालकता, पहिरन प्रतिरोध, र जंग प्रतिरोधको लागि मूल्यवान छ।

β-SiC'sअद्वितीय गुणहरू, जस्तै थर्मल चालकता120-200 W/m·Kर ग्रेफाइटसँग मिल्दो थर्मल विस्तार गुणांक, यसलाई वेफर एपिटेक्सी उपकरणहरूमा सतह कोटिंग्सको लागि मनपर्ने सामग्री बनाउनुहोस्।

3. SiC कोटिंग्स: गुण र तयारी प्रविधिहरू
SiC कोटिंग्स, सामान्यतया β-SiC, कठोरता, पहिरन प्रतिरोध, र थर्मल स्थिरता जस्ता सतह गुणहरू बढाउन व्यापक रूपमा लागू गरिन्छ। तयारीको सामान्य तरिकाहरू समावेश छन्:

• रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD):उत्कृष्ट आसंजन र एकरूपताको साथ उच्च-गुणस्तर कोटिंग्स प्रदान गर्दछ, ठूलो र जटिल सब्सट्रेटहरूको लागि आदर्श।
• भौतिक भाप निक्षेप (PVD):कोटिंग संरचनामा सटीक नियन्त्रण प्रदान गर्दछ, उच्च-परिशुद्धता अनुप्रयोगहरूको लागि उपयुक्त।
• स्प्रे गर्ने प्रविधि, इलेक्ट्रोकेमिकल डिपोजिसन, र स्लरी कोटिंग: विशिष्ट अनुप्रयोगहरूको लागि लागत-प्रभावी विकल्पको रूपमा सेवा गर्नुहोस्, यद्यपि आसंजन र एकरूपतामा फरक सीमितताहरूको साथ।

प्रत्येक विधि सब्सट्रेट विशेषताहरु र आवेदन आवश्यकताहरु मा आधारित छनोट गरिएको छ।

4. MOCVD मा SiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टर्स
SiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टरहरू मेटल अर्गानिक केमिकल भाप डिपोजिसन (MOCVD) मा अपरिहार्य छन्, अर्धचालक र अप्टोइलेक्ट्रोनिक सामग्री निर्माणमा प्रमुख प्रक्रिया।

यी ससेप्टरहरूले एपिटेक्सियल फिल्मको वृद्धिको लागि बलियो समर्थन प्रदान गर्दछ, थर्मल स्थिरता सुनिश्चित गर्न र अशुद्धता प्रदूषण कम गर्दछ। SiC कोटिंगले अक्सिडेशन प्रतिरोध, सतह गुणहरू, र इन्टरफेस गुणस्तर पनि बढाउँछ, फिल्म वृद्धिको समयमा सटीक नियन्त्रण सक्षम पार्दै।

5. भविष्य तिर अगाडि बढ्दै
हालका वर्षहरूमा, SiC-लेपित ग्रेफाइट सब्सट्रेटहरूको उत्पादन प्रक्रियाहरू सुधार गर्न महत्त्वपूर्ण प्रयासहरू निर्देशित गरिएको छ। अनुसन्धानकर्ताहरूले लागत घटाउँदा कोटिंग शुद्धता, एकरूपता र आयु बढाउनमा ध्यान केन्द्रित गरिरहेका छन्। थप रूपमा, नवीन सामग्रीको अन्वेषण जस्तैट्यान्टालम कार्बाइड (TaC) कोटिंग्सथर्मल चालकता र जंग प्रतिरोधमा सम्भावित सुधारहरू प्रदान गर्दछ, अर्को पुस्ताको समाधानहरूको लागि मार्ग प्रशस्त गर्दछ।

SiC-लेपित ग्रेफाइट ससेप्टरहरूको माग बढ्दै जाँदा, बौद्धिक निर्माण र औद्योगिक-स्तरीय उत्पादनमा प्रगतिले अर्धचालक र अप्टोइलेक्ट्रोनिक्स उद्योगहरूको विकसित आवश्यकताहरू पूरा गर्न उच्च-गुणस्तरका उत्पादनहरूको विकासलाई थप समर्थन गर्नेछ।