సిలికాన్ కార్బైడ్ ఎపిటాక్సీ యొక్క పదార్థం

సిలికాన్ కార్బైడ్, రసాయన ఫార్ములా SIC తో, సిలికాన్ (SI) మరియు కార్బన్ (సి) మూలకాల మధ్య బలమైన సమయోజనీయ బంధాల ద్వారా ఏర్పడిన సమ్మేళనం సెమీకండక్టర్ పదార్థం. అద్భుతమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలతో, ఇది అనేక పారిశ్రామిక రంగాలలో, ముఖ్యంగా డిమాండ్ సెమీకండక్టర్ తయారీ ప్రక్రియలో చాలా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది.

Ⅰ. సిలికాన్ కార్బైడ్ (SIC) యొక్క కోర్ భౌతిక లక్షణాలు

SIC యొక్క భౌతిక లక్షణాలను అర్థం చేసుకోవడం దాని అనువర్తన విలువను అర్థం చేసుకోవడానికి ఆధారం:

1) అధిక కాఠిన్యం:

SIC యొక్క MOHS కాఠిన్యం 9-9.5, వజ్రానికి రెండవది. దీని అర్థం ఇది అద్భుతమైన దుస్తులు మరియు స్క్రాచ్ నిరోధకతను కలిగి ఉంది.

అప్లికేషన్ విలువ: సెమీకండక్టర్ ప్రాసెసింగ్‌లో, దీని అర్థం SIC తో చేసిన భాగాలు (రోబోటిక్ చేతులు, చక్స్, గ్రౌండింగ్ డిస్క్‌లు వంటివి) ఎక్కువ కాలం జీవితాన్ని కలిగి ఉంటాయి, దుస్తులు వల్ల కలిగే కణ ఉత్పత్తిని తగ్గిస్తాయి మరియు తద్వారా ప్రక్రియ యొక్క పరిశుభ్రత మరియు స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తాయి.

2) అద్భుతమైన ఉష్ణ లక్షణాలు:

● అధిక ఉష్ణ వాహకత: 

SIC యొక్క ఉష్ణ వాహకత సాంప్రదాయ సిలికాన్ పదార్థాలు మరియు అనేక లోహాల కంటే చాలా ఎక్కువ (గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద 300−490W/(M⋅K) వరకు, దాని క్రిస్టల్ రూపం మరియు స్వచ్ఛతను బట్టి).

అప్లికేషన్ విలువ: ఇది వేడిని త్వరగా మరియు సమర్ధవంతంగా వెదజల్లుతుంది. అధిక-శక్తి సెమీకండక్టర్ పరికరాల వేడి వెదజల్లడానికి ఇది చాలా కీలకం, ఇది పరికరాన్ని వేడెక్కడం మరియు వైఫల్యం నుండి నిరోధించగలదు మరియు పరికరం యొక్క విశ్వసనీయత మరియు పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది. హీటర్లు లేదా శీతలీకరణ పలకలు వంటి ప్రాసెస్ పరికరాలలో, అధిక ఉష్ణ వాహకత ఉష్ణోగ్రత ఏకరూపత మరియు వేగవంతమైన ప్రతిస్పందనను నిర్ధారిస్తుంది.

తక్కువ ఉష్ణ విస్తరణ గుణకం: SIC విస్తృత ఉష్ణోగ్రత పరిధిలో తక్కువ డైమెన్షనల్ మార్పును కలిగి ఉంది.

అప్లికేషన్ విలువ: తీవ్రమైన ఉష్ణోగ్రత మార్పులను (రాపిడ్ థర్మల్ ఎనియలింగ్ వంటివి) అనుభవించే సెమీకండక్టర్ ప్రక్రియలలో, SIC భాగాలు వాటి ఆకారం మరియు డైమెన్షనల్ ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్వహించగలవు, థర్మల్ అసమతుల్యత వల్ల కలిగే ఒత్తిడి మరియు వైకల్యాన్ని తగ్గించగలవు మరియు ప్రాసెసింగ్ ఖచ్చితత్వం మరియు పరికర దిగుబడిని నిర్ధారిస్తాయి.

The అద్భుతమైన థర్మల్ స్టెబిలిటీ: SIC దాని నిర్మాణం మరియు పనితీరు స్థిరత్వాన్ని అధిక ఉష్ణోగ్రతలలో నిర్వహించగలదు మరియు 1600 ∘C వరకు ఉష్ణోగ్రతను తట్టుకోగలదు లేదా జడ వాతావరణంలో అంతకంటే ఎక్కువ.

అప్లికేషన్ విలువ: ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదల, ఆక్సీకరణ, వ్యాప్తి మొదలైన అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్రక్రియ పరిసరాలకు అనువైనది మరియు ఇతర పదార్ధాలతో కుళ్ళిపోవడం లేదా ప్రతిస్పందించడం అంత సులభం కాదు.

● మంచి థర్మల్ షాక్ రెసిస్టెన్స్: పగుళ్లు లేదా నష్టం లేకుండా వేగవంతమైన ఉష్ణోగ్రత మార్పులను తట్టుకోగలదు.

అప్లికేషన్ విలువ: వేగవంతమైన ఉష్ణోగ్రత పెరుగుదల మరియు పతనం అవసరమయ్యే ప్రాసెస్ దశల్లో SIC భాగాలు మరింత మన్నికైనవి.

3） ఉన్నతమైన విద్యుత్ లక్షణాలు (ముఖ్యంగా సెమీకండక్టర్ పరికరాల కోసం):

● వైడ్ బ్యాండ్‌గ్యాప్: SIC యొక్క బ్యాండ్‌గ్యాప్ సిలికాన్ (SI) కంటే మూడు రెట్లు ఎక్కువ (ఉదాహరణకు, 4H-SIC సుమారు 3.26EV మరియు SI సుమారు 1.12EV).

దరఖాస్తు విలువ:

అధిక ఆపరేటింగ్ ఉష్ణోగ్రత: విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ అధిక ఉష్ణోగ్రతలలో SIC పరికరాల యొక్క అంతర్గత క్యారియర్ సాంద్రతను ఇప్పటికీ చాలా తక్కువగా చేస్తుంది, కాబట్టి ఇది సిలికాన్ పరికరాల కంటే (300∘C లేదా అంతకంటే ఎక్కువ వరకు) ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేస్తుంది.

హై బ్రేక్డౌన్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్: సిఐసి యొక్క బ్రేక్డౌన్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ బలం సిలికాన్ కంటే దాదాపు 10 రెట్లు ఎక్కువ. దీని అర్థం అదే వోల్టేజ్ నిరోధక స్థాయిలో, SIC పరికరాలను సన్నగా తయారు చేయవచ్చు మరియు డ్రిఫ్ట్ రీజియన్ నిరోధకత చిన్నది, తద్వారా ప్రసరణ నష్టాలను తగ్గిస్తుంది.

బలమైన రేడియేషన్ నిరోధకత: విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ కూడా మెరుగైన రేడియేషన్ నిరోధకతను కలిగి ఉంటుంది మరియు ఏరోస్పేస్ వంటి ప్రత్యేక వాతావరణాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.

● అధిక సంతృప్త ఎలక్ట్రాన్ డ్రిఫ్ట్ వేగం: SIC యొక్క సంతృప్త ఎలక్ట్రాన్ డ్రిఫ్ట్ వేగం సిలికాన్ కంటే రెండు రెట్లు.

అప్లికేషన్ విలువ: ఇది SIC పరికరాలను అధిక స్విచింగ్ పౌన encies పున్యాల వద్ద పనిచేయడానికి అనుమతిస్తుంది, ఇది వ్యవస్థలోని ఇండక్టర్లు మరియు కెపాసిటర్లు వంటి నిష్క్రియాత్మక భాగాల వాల్యూమ్ మరియు బరువును తగ్గించడానికి మరియు సిస్టమ్ శక్తి సాంద్రతను మెరుగుపరచడానికి ప్రయోజనకరంగా ఉంటుంది.

4） అద్భుతమైన రసాయన స్థిరత్వం:

SIC బలమైన తుప్పు నిరోధకతను కలిగి ఉంది మరియు గది ఉష్ణోగ్రత వద్ద చాలా ఆమ్లాలు, స్థావరాలు లేదా కరిగిన లవణాలతో స్పందించదు. ఇది కొన్ని బలమైన ఆక్సిడెంట్లు లేదా కరిగిన స్థావరాలతో అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద మాత్రమే స్పందిస్తుంది.

అప్లికేషన్ విలువ: సెమీకండక్టర్ తడి చెక్కడం మరియు శుభ్రపరచడం వంటి తినివేయు రసాయనాలతో కూడిన ప్రక్రియలలో, SIC భాగాలు (పడవలు, పైపులు మరియు నాజిల్స్ వంటివి) ఎక్కువ సేవా జీవితం మరియు కాలుష్యం యొక్క తక్కువ ప్రమాదాన్ని కలిగి ఉంటాయి. ప్లాస్మా ఎచింగ్ వంటి పొడి ప్రక్రియలలో, అనేక సాంప్రదాయ పదార్థాల కంటే ప్లాస్మాకు దాని సహనం కూడా మంచిది.

5）అధిక స్వచ్ఛత (అధిక స్వచ్ఛత సాధించదగినది):

రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (సివిడి) వంటి పద్ధతుల ద్వారా అధిక-స్వచ్ఛత SIC పదార్థాలను తయారు చేయవచ్చు.

వినియోగదారు విలువ: సెమీకండక్టర్ తయారీలో, మెటీరియల్ ప్యూరిటీ కీలకం, మరియు ఏదైనా మలినాలు పరికర పనితీరు మరియు దిగుబడిని ప్రభావితం చేస్తాయి. అధిక-స్వచ్ఛత sic భాగాలు సిలికాన్ పొరలు లేదా ప్రాసెస్ పరిసరాల కలుషితాన్ని తగ్గిస్తాయి.

Ⅱ. సిలికాన్ కార్బైడ్ (SIC) ను ఎపిటాక్సియల్ సబ్‌స్ట్రేట్‌గా ఉపయోగించడం

SIC సింగిల్ క్రిస్టల్ పొరలు అధిక-పనితీరు గల SIC విద్యుత్ పరికరాలను (MOSFETS, JFETS, SBDS వంటివి) మరియు గాలియం నైట్రైడ్ (GAN) RF/POWER పరికరాలను తయారు చేయడానికి కీలకమైన ఉపరితల పదార్థాలు.

నిర్దిష్ట అనువర్తన దృశ్యాలు మరియు ఉపయోగాలు:

1) sic-on-sic ఎపిటాక్సీ:

ఉపయోగం: అధిక-స్వచ్ఛత SIC సింగిల్ క్రిస్టల్ ఉపరితలంపై, SIC విద్యుత్ పరికరాల యొక్క క్రియాశీల ప్రాంతాన్ని నిర్మించడానికి నిర్దిష్ట డోపింగ్ మరియు మందంతో కూడిన SIC ఎపిటాక్సియల్ పొరను రసాయన ఆవిరి ఎపిటాక్సీ (CVD) ద్వారా పెంచుతారు.

అప్లికేషన్ విలువ: SIC ఉపరితలం యొక్క అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత పరికరాన్ని వేడిని వెదజల్లడానికి సహాయపడుతుంది మరియు విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ లక్షణాలు పరికరం అధిక వోల్టేజ్, అధిక ఉష్ణోగ్రత మరియు అధిక పౌన frequency పున్య ఆపరేషన్‌ను తట్టుకోగలవు. ఇది కొత్త ఇంధన వాహనాలు (ఎలక్ట్రిక్ కంట్రోల్, పైల్స్ ఛార్జింగ్ పైల్స్), కాంతివిపీడన ఇన్వర్టర్లు, ఇండస్ట్రియల్ మోటార్ డ్రైవ్‌లు, స్మార్ట్ గ్రిడ్లు మరియు ఇతర రంగాలలో SIC విద్యుత్ పరికరాలు మంచి పనితీరును కనబరుస్తాయి, సిస్టమ్ సామర్థ్యాన్ని గణనీయంగా మెరుగుపరుస్తాయి మరియు పరికరాల పరిమాణం మరియు బరువును తగ్గిస్తాయి.

2) గాన్-ఆన్-సిక్ ఎపిటాక్సీ:

ఉపయోగం: GAN (నీలమణి మరియు సిలికాన్‌తో పోలిస్తే) మరియు చాలా ఎక్కువ ఉష్ణ వాహకతతో సరిపోయే మంచి జాలక సరిపోలిక కారణంగా అధిక-నాణ్యత గల GAN ఎపిటాక్సియల్ పొరలను (ముఖ్యంగా అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ, హేమ్ట్స్ వంటి అధిక-శక్తి RF పరికరాల కోసం) పెరగడానికి SIC ఉపరితలాలు అనువైనవి.

అప్లికేషన్ విలువ: పరికరాల విశ్వసనీయత మరియు పనితీరును నిర్ధారించడానికి SIC ఉపరితలాలు ఆపరేషన్ సమయంలో GAN పరికరాల ద్వారా ఉత్పత్తి చేయబడిన పెద్ద మొత్తంలో వేడిని సమర్థవంతంగా నిర్వహించగలవు. ఇది 5G కమ్యూనికేషన్ బేస్ స్టేషన్లు, రాడార్ సిస్టమ్స్, ఎలక్ట్రానిక్ కౌంటర్మెజర్స్ మరియు ఇతర రంగాలలో గాన్-ఆన్-సిక్ పరికరాలకు పూడ్చలేని ప్రయోజనాలను కలిగి ఉంటుంది.

Ⅲ. సిలికాన్ కార్బైడ్ (SIC) ను పూతగా ఉపయోగించడం

SIC పూతలు సాధారణంగా గ్రాఫైట్, సిరామిక్స్ లేదా లోహాలు వంటి ఉపరితల ఉపరితలంపై CVD పద్ధతి ద్వారా జమ చేయబడతాయి, ఇది సబ్‌స్ట్రేట్ సిక్ అద్భుతమైన లక్షణాలను ఇవ్వడానికి.

నిర్దిష్ట అనువర్తన దృశ్యాలు మరియు ఉపయోగాలు:

1) ప్లాస్మా ఎచింగ్ పరికరాల భాగాలు:

భాగాల ఉదాహరణలు: షవర్ హెడ్స్, ఛాంబర్ లైనర్లు, ESC ఉపరితలాలు, ఫోకస్ రింగ్స్, ఎట్చ్ విండోస్.

ఉపయోగాలు: ప్లాస్మా వాతావరణంలో, ఈ భాగాలు అధిక-శక్తి అయాన్లు మరియు తినివేయు వాయువుల ద్వారా బాంబు దాడి చేయబడతాయి. SIC పూతలు ఈ క్లిష్టమైన భాగాలను వాటి అధిక కాఠిన్యం, అధిక రసాయన స్థిరత్వం మరియు ప్లాస్మా కోతకు నిరోధకతతో దెబ్బతినకుండా కాపాడుతాయి.

అప్లికేషన్ విలువ: కాంపోనెంట్ జీవితాన్ని పొడిగించండి, భాగం కోత ద్వారా ఉత్పన్నమయ్యే కణాలను తగ్గించండి, ప్రాసెస్ స్థిరత్వం మరియు పునరావృత సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచండి, నిర్వహణ ఖర్చులు మరియు సమయ వ్యవధిని తగ్గించండి మరియు పొర ప్రాసెసింగ్ యొక్క పరిశుభ్రతను నిర్ధారించండి.

2) ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్ ఎక్విప్మెంట్ భాగాలు:

భాగాల ఉదాహరణలు: ససెప్టర్లు/పొర క్యారియర్లు, హీటర్ అంశాలు.

ఉపయోగాలు: అధిక-ఉష్ణోగ్రత, అధిక-స్వచ్ఛత ఎపిటాక్సియల్ వృద్ధి పరిసరాలలో, SIC పూతలు (సాధారణంగా అధిక-స్వచ్ఛత SIC) ప్రక్రియ వాయువులతో ప్రతిచర్యను నివారించడానికి లేదా మలినాలను విడుదల చేయడానికి అద్భుతమైన అధిక-ఉష్ణోగ్రత స్థిరత్వం మరియు రసాయన జడత్వాన్ని అందిస్తుంది.

అప్లికేషన్ విలువ: ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క నాణ్యత మరియు స్వచ్ఛతను నిర్ధారించండి, ఉష్ణోగ్రత ఏకరూపత మరియు నియంత్రణ ఖచ్చితత్వాన్ని మెరుగుపరచండి.

3) ఇతర ప్రాసెస్ పరికరాల భాగాలు:

కాంపోనెంట్ ఉదాహరణలు: MOCVD పరికరాల గ్రాఫైట్ డిస్క్‌లు, SIC పూత పడవలు (వ్యాప్తి/ఆక్సీకరణ కోసం పడవలు).

ఉపయోగాలు: తుప్పు-నిరోధక, అధిక-ఉష్ణోగ్రత-నిరోధక, అధిక-స్వచ్ఛత ఉపరితలాలను అందించండి.

అప్లికేషన్ విలువ: ప్రాసెస్ విశ్వసనీయత మరియు భాగం జీవితాన్ని మెరుగుపరచండి.

Ⅳ. సిలికాన్ కార్బైడ్ (SIC) యొక్క అనువర్తనం ఇతర నిర్దిష్ట ఉత్పత్తి భాగాలుగా (ఇతర నిర్దిష్ట ఉత్పత్తి భాగాలు)

ఒక ఉపరితలం మరియు పూతతో పాటు, దాని అద్భుతమైన సమగ్ర పనితీరు కారణంగా SIC నేరుగా వివిధ ఖచ్చితమైన భాగాలుగా ప్రాసెస్ చేయబడుతుంది.

నిర్దిష్ట అనువర్తన దృశ్యాలు మరియు ఉపయోగాలు:

1) పొర నిర్వహణ మరియు బదిలీ భాగాలు:

భాగాల ఉదాహరణలు: రోబోట్ ఎండ్ ఎఫెక్టర్లు, వాక్యూమ్ చక్స్, ఎడ్జ్ గ్రిప్స్, లిఫ్ట్ పిన్స్.

ఉపయోగం: ఈ భాగాలకు అధిక దృ g త్వం, అధిక దుస్తులు నిరోధకత, తక్కువ ఉష్ణ విస్తరణ మరియు అధిక స్వచ్ఛత అవసరం, కణాలు ఉత్పత్తి చేయబడలేదని, పొర గీతలు లేవు మరియు అధిక వేగంతో మరియు అధిక ఖచ్చితత్వంతో పొరలను రవాణా చేసేటప్పుడు ఉష్ణోగ్రత మార్పుల కారణంగా వైకల్యం లేదు.

అప్లికేషన్ విలువ: పొర ప్రసారం యొక్క విశ్వసనీయత మరియు శుభ్రతను మెరుగుపరచండి, పొర నష్టాన్ని తగ్గించండి మరియు ఆటోమేటెడ్ ఉత్పత్తి మార్గాల యొక్క స్థిరమైన ఆపరేషన్ను నిర్ధారించండి.

2) అధిక-ఉష్ణోగ్రత ప్రక్రియ పరికరాల నిర్మాణ భాగాలు:

భాగాల ఉదాహరణలు: విస్తరణ/ఆక్సీకరణ కోసం కొలిమి గొట్టాలు, పడవలు/కాంటిలివర్లు, థర్మోకపుల్ రక్షణ గొట్టాలు, నాజిల్స్.

అప్లికేషన్: SIC యొక్క అధిక ఉష్ణోగ్రత బలం, థర్మల్ షాక్ నిరోధకత, రసాయన జడత్వం మరియు తక్కువ కాలుష్య లక్షణాలను ఉపయోగించుకోండి.

అప్లికేషన్ విలువ: అధిక ఉష్ణోగ్రత ఆక్సీకరణ, వ్యాప్తి, ఎనియలింగ్ మరియు ఇతర ప్రక్రియలలో స్థిరమైన ప్రక్రియ వాతావరణాన్ని అందించండి, పరికరాల జీవితాన్ని పొడిగించండి మరియు నిర్వహణను తగ్గించండి.

3) ప్రెసిషన్ సిరామిక్ భాగాలు:

కాంపోనెంట్ ఉదాహరణలు: బేరింగ్లు, సీల్స్, గైడ్‌లు, లాపింగ్ ప్లేట్లు.

అప్లికేషన్: SIC యొక్క అధిక కాఠిన్యం, దుస్తులు నిరోధకత, తుప్పు నిరోధకత మరియు డైమెన్షనల్ స్థిరత్వాన్ని ఉపయోగించుకోండి.

అప్లికేషన్ విలువ: CMP (కెమికల్ మెకానికల్ పాలిషింగ్) పరికరాలలో ఉపయోగించే కొన్ని భాగాలు వంటి అధిక ఖచ్చితత్వం, దీర్ఘ జీవితం మరియు కఠినమైన వాతావరణాలకు ప్రతిఘటన అవసరమయ్యే కొన్ని యాంత్రిక భాగాలలో అద్భుతమైన పనితీరు.

4) ఆప్టికల్ భాగాలు:

కాంపోనెంట్ ఉదాహరణలు: UV/ఎక్స్-రే ఆప్టిక్స్, ఆప్టికల్ విండోస్ కోసం అద్దాలు.

ఉపయోగాలు: SIC యొక్క అధిక దృ g త్వం, తక్కువ ఉష్ణ విస్తరణ, అధిక ఉష్ణ వాహకత మరియు పోలిషబిలిటీ పెద్ద-స్థాయి, అధిక-స్థిరత్వ అద్దాలను (ముఖ్యంగా స్పేస్ టెలిస్కోప్‌లు లేదా సింక్రోట్రాన్ రేడియేషన్ వనరులలో) తయారీకి అనువైన పదార్థంగా చేస్తాయి.

అప్లికేషన్ విలువ: విపరీతమైన పరిస్థితులలో అద్భుతమైన ఆప్టికల్ పనితీరు మరియు డైమెన్షనల్ స్థిరత్వాన్ని అందిస్తుంది.