De ûntwikkeling en tapassingen fan silisiumkarbid (SiC)
1. In ieu fan ynnovaasje yn SiC
De reis fan silisiumkarbid (SiC) begon yn 1893, doe't Edward Goodrich Acheson de Acheson-oven ûntwurp, mei help fan koalstofmaterialen om de yndustriële produksje fan SiC te berikken troch elektryske ferwaarming fan kwarts en koalstof. Dizze útfining markearre it begjin fan 'e yndustrialisaasje fan SiC en fertsjinne Acheson in patint.
Yn 'e iere 20e ieu waard SiC primêr brûkt as abrasive fanwege syn opmerklike hurdens en slijtweerstand. Tsjin 'e midden fan' e 20e ieu ûntsluten foarútgong yn technology foar gemyske dampdeposysje (CVD) nije mooglikheden. Undersikers fan Bell Labs, ûnder lieding fan Rustum Roy, leinen de basis foar CVD SiC, it realisearjen fan de earste SiC-coatings op grafytflakken.
De jierren '70 seagen in grutte trochbraak doe't Union Carbide Corporation SiC-coated grafyt tapaste yn 'e epitaksiale groei fan gallium nitride (GaN) semiconductor materialen. Dizze foarútgong spile in pivotale rol yn hege prestaasjes op GaN-basearre LED's en lasers. Yn 'e rin fan' e desennia binne SiC-coatings útwreide bûten semiconductors nei tapassingen yn 'e loftfeart, auto's en machtelektronika, tanksij ferbetteringen yn produksjetechniken.
Tsjintwurdich ferbetterje ynnovaasjes lykas thermyske spuiten, PVD, en nanotechnology de prestaasjes en tapassing fan SiC-coatings fierder, en toant har potensjeel yn foaroansteande fjilden.
2. Ferstean SiC's kristalstruktueren en gebrûk
SiC hat mear dan 200 polytypen, kategorisearre troch har atomêre arranzjeminten yn kubyske (3C), hexagonale (H), en rhombohedrale (R) struktueren. Under dizze wurde 4H-SiC en 6H-SiC in soad brûkt yn respektivelik hege krêft en opto-elektronyske apparaten, wylst β-SiC wurdearre wurdt foar syn superieure termyske konduktiviteit, slijtbestriding en korrosjebestriding.
β-SiC'sunike eigenskippen, lykas in termyske conductivity fan120-200 W/m·Ken in termyske útwreidingskoëffisjint dy't nau oerienkomt mei grafyt, meitsje it de foarkar materiaal foar oerflakcoatings yn wafer-epitaxy-apparatuer.
3. SiC Coatings: Eigenskippen en tarieding Techniques
SiC-coatings, typysk β-SiC, wurde breed tapast om oerflakeigenskippen lykas hurdens, slijtweerstand en thermyske stabiliteit te ferbetterjen. Algemiene metoaden fan tarieding omfetsje:
- Chemical Vapor Deposition (CVD):Biedt heechweardige coatings mei poerbêste adhesion en uniformiteit, ideaal foar grutte en komplekse substraten.
- Physical Vapor Deposition (PVD):Biedt krekte kontrôle oer coating gearstalling, geskikt foar hege-precision applikaasjes.
- Spuittechniken, elektrogemyske ôfsetting en slurrycoating: Tsjinje as kosten-effektive alternativen foar spesifike tapassingen, hoewol mei wikseljende beheiningen yn adhesion en uniformiteit.
Elke metoade wurdt keazen op basis fan de substraateigenskippen en tapassingseasken.
4. SiC-Coated Graphite Susceptors yn MOCVD
SiC-coated grafyt susceptors binne ûnmisber yn Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), in kaaiproses yn semiconductor en opto-elektroanyske materiaal manufacturing.
Dizze susceptors jouwe robúste stipe foar epitaksiale filmgroei, soargje foar thermyske stabiliteit en ferminderjen fan ûnreinensfersmoarging. De SiC-coating ferbettert ek oksidaasjebestriding, oerflakeigenskippen en ynterfacekwaliteit, wêrtroch sekuere kontrôle by filmgroei mooglik makket.
5. Foarútgong nei de takomst
De lêste jierren binne wichtige ynspanningen rjochte op it ferbetterjen fan de produksjeprosessen fan SiC-coated grafytsubstraten. Undersikers rjochtsje har op it ferbetterjen fan de suverens, uniformiteit en libbensduur fan coating, wylst de kosten ferminderje. Derneist, de ferkenning fan ynnovative materialen lykastantaalcarbid (TaC) coatingsbiedt potinsjele ferbetterings yn termyske conductivity en corrosie ferset, paving it paad foar folgjende-generaasje oplossings.
As fraach nei SiC-coated grafyt susceptors bliuwt te groeien, foarútgong yn yntelliginte manufacturing en yndustriële skaal produksje sil fierder stypje de ûntwikkeling fan hege-kwaliteit produkten om te foldwaan oan de evoluearjende behoeften fan de semiconductor en opto-elektroanyske yndustry.
Post tiid: Nov-24-2023