Pangembangan lan Aplikasi Silicon Carbide (SiC)
1. A Century saka Inovasi ing SiC
Perjalanan silikon karbida (SiC) diwiwiti ing taun 1893, nalika Edward Goodrich Acheson ngrancang tungku Acheson, nggunakake bahan karbon kanggo entuk produksi industri SiC liwat pemanasan listrik saka kuarsa lan karbon. Penemuan iki nandhani wiwitan industrialisasi SiC lan entuk paten Acheson.
Ing awal abad kaping 20, SiC utamané dipigunakaké minangka abrasif amarga atose sing luar biasa lan tahan nyandhang. Ing pertengahan abad kaping-20, kemajuan teknologi deposisi uap kimia (CVD) mbukak kemungkinan anyar. Peneliti ing Bell Labs, dipimpin dening Rustum Roy, nggawe dhasar kanggo CVD SiC, entuk lapisan SiC pisanan ing permukaan grafit.
Taun 1970-an ngalami terobosan gedhe nalika Union Carbide Corporation ngetrapake grafit sing dilapisi SiC ing pertumbuhan epitaxial bahan semikonduktor gallium nitride (GaN). Kemajuan iki nduweni peran penting ing LED lan laser berbasis GaN kanthi kinerja dhuwur. Sajrone pirang-pirang dekade, lapisan SiC wis ngluwihi semikonduktor kanggo aplikasi ing aeroangkasa, otomotif, lan elektronik daya, amarga dandan ing teknik manufaktur.
Saiki, inovasi kaya penyemprotan termal, PVD, lan nanoteknologi luwih ningkatake kinerja lan aplikasi lapisan SiC, nuduhake potensial ing lapangan sing canggih.
2. Pangertosan Struktur Kristal SiC lan Panggunaan
SiC nduweni luwih saka 200 politipe, dikategorikaké miturut susunan atom dadi struktur kubik (3C), heksagonal (H), lan rombohedral (R). Ing antarane, 4H-SiC lan 6H-SiC digunakake kanthi akeh ing piranti daya dhuwur lan optoelektronik, dene β-SiC dihargai amarga konduktivitas termal sing unggul, resistensi nyandhang, lan tahan korosi.
β-SiCsifat unik, kayata konduktivitas termal saka120-200 W/m·Klan koefisien ekspansi termal sing cocog karo grafit, dadi bahan sing disenengi kanggo lapisan permukaan ing peralatan epitaksi wafer.
3. SiC Coatings: Properties lan Techniques Preparation
Lapisan SiC, biasane β-SiC, umume ditrapake kanggo nambah sifat permukaan kaya kekerasan, resistensi nyandhang, lan stabilitas termal. Cara persiapan umum kalebu:
- Deposisi Uap Kimia (CVD):Nyedhiyakake lapisan kualitas kanthi adhesi lan keseragaman sing apik, cocog kanggo substrat sing gedhe lan kompleks.
- Deposisi Uap Fisik (PVD):Nawakake kontrol sing tepat babagan komposisi lapisan, cocok kanggo aplikasi kanthi tliti dhuwur.
- Teknik Penyemprotan, Deposisi Elektrokimia, lan Lapisan Slurry: Ngawula minangka alternatif biaya-efektif kanggo aplikasi tartamtu, sanadyan karo macem-macem watesan ing adhesion lan uniformity.
Saben metode dipilih adhedhasar karakteristik substrat lan syarat aplikasi.
4. SiC-Coated Graphite Susceptors ing MOCVD
Susceptor grafit sing dilapisi SiC penting banget ing Deposisi Uap Kimia Organik Logam (MOCVD), proses utama ing manufaktur bahan semikonduktor lan optoelektronik.
Susceptor iki nyedhiyakake dhukungan sing kuat kanggo pertumbuhan film epitaxial, njamin stabilitas termal lan nyuda kontaminasi najis. Lapisan SiC uga nambah resistensi oksidasi, sifat permukaan, lan kualitas antarmuka, ngidini kontrol sing tepat sajrone pertumbuhan film.
5. Maju Tujuh Masa Depan
Ing taun-taun pungkasan, upaya penting wis diarahake kanggo ningkatake proses produksi substrat grafit sing dilapisi SiC. Peneliti fokus kanggo ningkatake kemurnian lapisan, keseragaman, lan umur nalika nyuda biaya. Kajaba iku, eksplorasi bahan inovatif kayalapisan tantalum karbida (TaC).nawakake dandan potensial ing konduktivitas termal lan resistance karat, mbukak dalan kanggo solusi generasi sabanjuré.
Amarga panjaluk susceptor grafit sing dilapisi SiC terus tuwuh, kemajuan ing manufaktur cerdas lan produksi skala industri bakal luwih ndhukung pangembangan produk berkualitas tinggi kanggo nyukupi kabutuhan industri semikonduktor lan optoelektronik sing terus berkembang.
Wektu kirim: Nov-24-2023