ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਇਤਿਹਾਸ ਅਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਕੋਟਿੰਗ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ

ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (SiC) ਦਾ ਵਿਕਾਸ ਅਤੇ ਉਪਯੋਗ

1. SiC ਵਿੱਚ ਨਵੀਨਤਾ ਦੀ ਇੱਕ ਸਦੀ
ਸਿਲਿਕਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (SiC) ਦੀ ਯਾਤਰਾ 1893 ਵਿੱਚ ਸ਼ੁਰੂ ਹੋਈ, ਜਦੋਂ ਐਡਵਰਡ ਗੁਡਰਿਚ ਅਚੇਸਨ ਨੇ ਕੁਆਰਟਜ਼ ਅਤੇ ਕਾਰਬਨ ਦੀ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਹੀਟਿੰਗ ਦੁਆਰਾ SiC ਦੇ ਉਦਯੋਗਿਕ ਉਤਪਾਦਨ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਨ ਲਈ ਕਾਰਬਨ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, Acheson ਭੱਠੀ ਨੂੰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ ਕੀਤਾ। ਇਸ ਕਾਢ ਨੇ SiC ਦੇ ਉਦਯੋਗੀਕਰਨ ਦੀ ਸ਼ੁਰੂਆਤ ਕੀਤੀ ਅਤੇ Acheson ਨੂੰ ਇੱਕ ਪੇਟੈਂਟ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤਾ।

20ਵੀਂ ਸਦੀ ਦੇ ਅਰੰਭ ਵਿੱਚ, ਸੀਆਈਸੀ ਨੂੰ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਇਸਦੀ ਕਮਾਲ ਦੀ ਕਠੋਰਤਾ ਅਤੇ ਪਹਿਨਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਦੇ ਕਾਰਨ ਇੱਕ ਘ੍ਰਿਣਾਯੋਗ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਸੀ। 20ਵੀਂ ਸਦੀ ਦੇ ਮੱਧ ਤੱਕ, ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾ (ਸੀਵੀਡੀ) ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਤਰੱਕੀ ਨੇ ਨਵੀਆਂ ਸੰਭਾਵਨਾਵਾਂ ਨੂੰ ਖੋਲ੍ਹਿਆ। ਰੁਸਤਮ ਰਾਏ ਦੀ ਅਗਵਾਈ ਵਾਲੀ ਬੈੱਲ ਲੈਬਜ਼ ਦੇ ਖੋਜਕਰਤਾਵਾਂ ਨੇ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਸਤਹਾਂ 'ਤੇ ਪਹਿਲੀ SiC ਕੋਟਿੰਗਾਂ ਨੂੰ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕਰਦੇ ਹੋਏ, CVD SiC ਲਈ ਆਧਾਰ ਬਣਾਇਆ।

1970 ਦੇ ਦਹਾਕੇ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਵੱਡੀ ਸਫਲਤਾ ਦੇਖੀ ਗਈ ਜਦੋਂ ਯੂਨੀਅਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਕਾਰਪੋਰੇਸ਼ਨ ਨੇ ਗੈਲਿਅਮ ਨਾਈਟਰਾਈਡ (GaN) ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਐਪੀਟੈਕਸੀਲ ਵਾਧੇ ਵਿੱਚ SiC-ਕੋਟੇਡ ਗ੍ਰਾਫਾਈਟ ਨੂੰ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ। ਇਸ ਤਰੱਕੀ ਨੇ ਉੱਚ-ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਵਾਲੇ GaN-ਅਧਾਰਿਤ LEDs ਅਤੇ ਲੇਜ਼ਰਾਂ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਪ੍ਰਮੁੱਖ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਈ। ਦਹਾਕਿਆਂ ਦੌਰਾਨ, SiC ਕੋਟਿੰਗਾਂ ਦਾ ਵਿਸਤਾਰ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰਾਂ ਤੋਂ ਪਰੇ ਐਰੋਸਪੇਸ, ਆਟੋਮੋਟਿਵ, ਅਤੇ ਪਾਵਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਤੱਕ ਹੋ ਗਿਆ ਹੈ, ਨਿਰਮਾਣ ਤਕਨੀਕਾਂ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰਾਂ ਲਈ ਧੰਨਵਾਦ।

ਅੱਜ, ਨਵੀਨਤਾਵਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਥਰਮਲ ਸਪਰੇਅ, ਪੀਵੀਡੀ, ਅਤੇ ਨੈਨੋ ਟੈਕਨਾਲੋਜੀ, ਐਸਆਈਸੀ ਕੋਟਿੰਗਜ਼ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਅਤੇ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਹੋਰ ਵਧਾ ਰਹੀਆਂ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਅਤਿ-ਆਧੁਨਿਕ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਇਸਦੀ ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ ਦਰਸਾਉਂਦੀਆਂ ਹਨ।

2. SiC ਦੇ ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਢਾਂਚੇ ਅਤੇ ਵਰਤੋਂ ਨੂੰ ਸਮਝਣਾ
SiC 200 ਤੋਂ ਵੱਧ ਪੌਲੀਟਾਈਪਾਂ ਨੂੰ ਮਾਣਦਾ ਹੈ, ਉਹਨਾਂ ਦੇ ਪਰਮਾਣੂ ਪ੍ਰਬੰਧਾਂ ਦੁਆਰਾ ਕਿਊਬਿਕ (3C), ਹੈਕਸਾਗੋਨਲ (H), ਅਤੇ rhombohedral (R) ਬਣਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਸ਼੍ਰੇਣੀਬੱਧ ਕੀਤਾ ਗਿਆ ਹੈ। ਇਹਨਾਂ ਵਿੱਚੋਂ, 4H-SiC ਅਤੇ 6H-SiC ਕ੍ਰਮਵਾਰ ਉੱਚ-ਪਾਵਰ ਅਤੇ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤੇ ਜਾਂਦੇ ਹਨ, ਜਦੋਂ ਕਿ β-SiC ਨੂੰ ਇਸਦੀ ਉੱਤਮ ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ, ਪਹਿਨਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਅਤੇ ਖੋਰ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਲਈ ਮਹੱਤਵ ਦਿੱਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

β-SiC'sਦੀ ਇੱਕ ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ ਵਿਲੱਖਣ ਗੁਣ120-200 W/m·Kਅਤੇ ਇੱਕ ਥਰਮਲ ਵਿਸਤਾਰ ਗੁਣਾਂਕ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਨਾਲ ਨਜ਼ਦੀਕੀ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ, ਇਸ ਨੂੰ ਵੇਫਰ ਐਪੀਟੈਕਸੀ ਉਪਕਰਣਾਂ ਵਿੱਚ ਸਤਹ ਕੋਟਿੰਗ ਲਈ ਤਰਜੀਹੀ ਸਮੱਗਰੀ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।

3. SiC ਕੋਟਿੰਗਜ਼: ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਤਿਆਰੀ ਦੀਆਂ ਤਕਨੀਕਾਂ
SiC ਕੋਟਿੰਗਾਂ, ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ β-SiC, ਸਤਹ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਕਠੋਰਤਾ, ਪਹਿਨਣ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਅਤੇ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਵਧਾਉਣ ਲਈ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਲਾਗੂ ਕੀਤੀਆਂ ਜਾਂਦੀਆਂ ਹਨ। ਤਿਆਰੀ ਦੇ ਆਮ ਤਰੀਕਿਆਂ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ:

• ਰਸਾਇਣਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾ (CVD):ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲੇ ਕੋਟਿੰਗ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦਾ ਹੈ ਜਿਸ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਅਡਿਸ਼ਨ ਅਤੇ ਇਕਸਾਰਤਾ ਹੈ, ਵੱਡੇ ਅਤੇ ਗੁੰਝਲਦਾਰ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਲਈ ਆਦਰਸ਼ ਹੈ।
• ਭੌਤਿਕ ਭਾਫ਼ ਜਮ੍ਹਾ (PVD):ਕੋਟਿੰਗ ਰਚਨਾ 'ਤੇ ਸਟੀਕ ਨਿਯੰਤਰਣ ਦੀ ਪੇਸ਼ਕਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਉੱਚ-ਸ਼ੁੱਧਤਾ ਵਾਲੀਆਂ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਢੁਕਵਾਂ।
• ਛਿੜਕਾਅ ਦੀਆਂ ਤਕਨੀਕਾਂ, ਇਲੈਕਟ੍ਰੋ ਕੈਮੀਕਲ ਡਿਪਾਜ਼ਿਸ਼ਨ, ਅਤੇ ਸਲਰੀ ਕੋਟਿੰਗ: ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਲਾਗਤ-ਪ੍ਰਭਾਵਸ਼ਾਲੀ ਵਿਕਲਪਾਂ ਵਜੋਂ ਸੇਵਾ ਕਰੋ, ਭਾਵੇਂ ਕਿ ਅਨੁਕੂਲਤਾ ਅਤੇ ਇਕਸਾਰਤਾ ਵਿੱਚ ਵੱਖ-ਵੱਖ ਸੀਮਾਵਾਂ ਦੇ ਨਾਲ।

ਹਰੇਕ ਵਿਧੀ ਨੂੰ ਸਬਸਟਰੇਟ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਅਤੇ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨ ਲੋੜਾਂ ਦੇ ਅਧਾਰ ਤੇ ਚੁਣਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

4. MOCVD ਵਿੱਚ SiC-ਕੋਟੇਡ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਸਸਪੇਟਰ
SiC-ਕੋਟੇਡ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਸੁਸਸੈਪਟਰ ਮੈਟਲ ਆਰਗੈਨਿਕ ਕੈਮੀਕਲ ਵੈਪਰ ਡਿਪੋਜ਼ਿਸ਼ਨ (MOCVD) ਵਿੱਚ ਲਾਜ਼ਮੀ ਹਨ, ਜੋ ਕਿ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਅਤੇ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕ ਸਮੱਗਰੀ ਨਿਰਮਾਣ ਵਿੱਚ ਇੱਕ ਮੁੱਖ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਹੈ।

ਇਹ ਸੁਸਪੇਟਰ ਐਪੀਟੈਕਸੀਅਲ ਫਿਲਮ ਦੇ ਵਾਧੇ ਲਈ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​​​ਸਹਾਇਤਾ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ, ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਨੂੰ ਯਕੀਨੀ ਬਣਾਉਂਦੇ ਹਨ ਅਤੇ ਅਸ਼ੁੱਧਤਾ ਗੰਦਗੀ ਨੂੰ ਘੱਟ ਕਰਦੇ ਹਨ। SiC ਕੋਟਿੰਗ ਆਕਸੀਕਰਨ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ, ਸਤਹ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ, ਅਤੇ ਇੰਟਰਫੇਸ ਦੀ ਗੁਣਵੱਤਾ ਨੂੰ ਵੀ ਵਧਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਫਿਲਮ ਦੇ ਵਾਧੇ ਦੌਰਾਨ ਸਹੀ ਨਿਯੰਤਰਣ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਇਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ।

5. ਭਵਿੱਖ ਵੱਲ ਵਧਣਾ
ਹਾਲ ਹੀ ਦੇ ਸਾਲਾਂ ਵਿੱਚ, SiC-ਕੋਟੇਡ ਗ੍ਰੇਫਾਈਟ ਸਬਸਟਰੇਟਾਂ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਦੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਨ ਲਈ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਯਤਨ ਕੀਤੇ ਗਏ ਹਨ। ਖੋਜਕਰਤਾ ਲਾਗਤਾਂ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦੇ ਹੋਏ ਪਰਤ ਦੀ ਸ਼ੁੱਧਤਾ, ਇਕਸਾਰਤਾ ਅਤੇ ਉਮਰ ਵਧਾਉਣ 'ਤੇ ਧਿਆਨ ਕੇਂਦਰਤ ਕਰ ਰਹੇ ਹਨ। ਇਸ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ, ਨਵੀਨਤਾਕਾਰੀ ਸਮੱਗਰੀ ਦੀ ਖੋਜ ਜਿਵੇਂ ਕਿਟੈਂਟਲਮ ਕਾਰਬਾਈਡ (TaC) ਕੋਟਿੰਗਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ ਅਤੇ ਖੋਰ ਪ੍ਰਤੀਰੋਧ ਵਿੱਚ ਸੰਭਾਵੀ ਸੁਧਾਰਾਂ ਦੀ ਪੇਸ਼ਕਸ਼ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਅਗਲੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਹੱਲ ਲਈ ਰਾਹ ਪੱਧਰਾ ਕਰਦਾ ਹੈ।

ਜਿਵੇਂ ਕਿ SiC-ਕੋਟੇਡ ਗ੍ਰਾਫਾਈਟ ਸੰਸਪੈਕਟਰਾਂ ਦੀ ਮੰਗ ਵਧਦੀ ਜਾ ਰਹੀ ਹੈ, ਬੁੱਧੀਮਾਨ ਨਿਰਮਾਣ ਅਤੇ ਉਦਯੋਗਿਕ-ਪੈਮਾਨੇ ਦੇ ਉਤਪਾਦਨ ਵਿੱਚ ਤਰੱਕੀ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਅਤੇ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਨਿਕ ਉਦਯੋਗਾਂ ਦੀਆਂ ਵਿਕਸਤ ਲੋੜਾਂ ਨੂੰ ਪੂਰਾ ਕਰਨ ਲਈ ਉੱਚ-ਗੁਣਵੱਤਾ ਵਾਲੇ ਉਤਪਾਦਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਵਿੱਚ ਹੋਰ ਸਹਾਇਤਾ ਕਰੇਗੀ।