Pangembangan sareng Aplikasi Silicon Carbide (SiC)
1. A Abad Inovasi di SiC
Perjalanan silikon karbida (SiC) dimimitian dina 1893, nalika Edward Goodrich Acheson ngarancang tungku Acheson, ngagunakeun bahan karbon pikeun ngahontal produksi industri SiC ngaliwatan pemanasan listrik kuarsa sareng karbon. Penemuan ieu nandaan mimiti industrialisasi SiC sareng kéngingkeun patén Acheson.
Dina awal abad ka-20, SiC utamana dipaké salaku abrasive alatan karasa luar biasa sarta lalawanan maké. Dina pertengahan abad ka-20, kamajuan téknologi déposisi uap kimia (CVD) muka konci kamungkinan anyar. Panaliti di Bell Labs, dipimpin ku Rustum Roy, netepkeun dasar pikeun CVD SiC, ngahontal palapis SiC munggaran dina permukaan grafit.
Taun 1970-an ningali terobosan anu ageung nalika Union Carbide Corporation nerapkeun grafit anu dilapis SiC dina kamekaran epitaxial bahan semikonduktor gallium nitride (GaN). Kamajuan ieu maénkeun peran anu penting dina LED sareng laser berbasis GaN berprestasi tinggi. Salila sababaraha dekade, palapis SiC parantos ngalegaan saluareun semikonduktor pikeun aplikasi dina aeroangkasa, otomotif, sareng éléktronika listrik, hatur nuhun kana perbaikan téknik manufaktur.
Kiwari, inovasi sapertos nyemprot termal, PVD, sareng nanotéhnologi langkung ningkatkeun kinerja sareng aplikasi lapisan SiC, nunjukkeun poténsina dina widang canggih.
2. Ngarti Struktur Kristal SiC sarta Mangpaat
SiC gaduh langkung ti 200 polytypes, digolongkeun dumasar susunan atomna kana struktur kubik (3C), héksagonal (H), sareng rhombohedral (R). Di antara ieu, 4H-SiC sareng 6H-SiC seueur dianggo dina alat-alat kakuatan tinggi sareng optoeléktronik masing-masing, sedengkeun β-SiC dihargaan pikeun konduktivitas termal anu unggul, résistansi ngagem, sareng résistansi korosi.
β-SiCsipat unik, kayaning konduktivitas termal tina120-200 W/m·Ksarta koefisien ékspansi termal raket cocog grafit, ngajadikeun eta bahan pikaresep pikeun coatings permukaan dina parabot epitaxy wafer.
3. SiC coatings: Sipat sarta Téhnik Persiapan
Lapisan SiC, biasana β-SiC, seueur diterapkeun pikeun ningkatkeun sipat permukaan sapertos karasa, résistansi ngagem, sareng stabilitas termal. Métode persiapan umum nyaéta:
- Déposisi Uap Kimia (CVD):Nyadiakeun coatings kualitas luhur kalawan adhesion alus teuing jeung uniformity, idéal pikeun substrat badag tur kompléks.
- Déposisi Uap Fisik (PVD):Nawarkeun kontrol tepat kana komposisi palapis, cocog pikeun aplikasi precision tinggi.
- Téhnik Penyemprotan, Déposisi Éléktrokimia, sareng Lapisan Slurry: Ngawula salaku alternatif ongkos-éféktif pikeun aplikasi husus, sanajan kalawan varying watesan dina adhesion na uniformity.
Unggal metode dipilih dumasar kana karakteristik substrat sareng syarat aplikasi.
4. SiC-Coated grafit Susceptors di MOCVD
Susceptor grafit anu dilapis SiC penting pisan dina Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), prosés konci dina manufaktur bahan semikonduktor sareng optoelectronic.
Susceptor ieu nyayogikeun dukungan anu kuat pikeun kamekaran pilem epitaxial, mastikeun stabilitas termal sareng ngirangan kontaminasi najis. Lapisan SiC ogé ningkatkeun résistansi oksidasi, sipat permukaan, sareng kualitas antarbeungeut, ngamungkinkeun kontrol anu tepat salami kamekaran pilem.
5. Maju ka Masa Depan
Dina taun-taun ayeuna, usaha anu signifikan parantos diarahkeun pikeun ningkatkeun prosés produksi substrat grafit anu dilapis SiC. Panaliti museurkeun kana ningkatkeun kamurnian palapis, kaseragaman, sareng umur hirup bari ngirangan biaya. Salaku tambahan, éksplorasi bahan inovatif sapertoslapisan tantalum karbida (TaC).nawarkeun perbaikan poténsi dina konduktivitas termal sarta lalawanan korosi, paving jalan pikeun solusi generasi saterusna.
Nalika paménta pikeun susceptor grafit dilapis SiC terus ningkat, kamajuan dina manufaktur calakan sareng produksi skala industri bakal langkung ngadukung pamekaran produk kualitas luhur pikeun nyumponan kabutuhan industri semikonduktor sareng optoeléktronik.
waktos pos: Nov-24-2023