ការអភិវឌ្ឍន៍ និងការប្រើប្រាស់ស៊ីលីកុនកាបូន (SiC)
1. សតវត្សនៃការច្នៃប្រឌិតនៅក្នុង SiC
ដំណើរនៃស៊ីលីកុនកាបូន (SiC) បានចាប់ផ្តើមនៅឆ្នាំ 1893 នៅពេលដែល Edward Goodrich Acheson រចនាឡ Acheson ដោយប្រើសម្ភារៈកាបូនដើម្បីសម្រេចបាននូវផលិតកម្មឧស្សាហកម្មនៃ SiC តាមរយៈកំដៅអគ្គិសនីនៃរ៉ែថ្មខៀវ និងកាបូន។ ការច្នៃប្រឌិតនេះបានកត់សម្គាល់ការចាប់ផ្តើមនៃឧស្សាហូបនីយកម្មរបស់ SiC និងទទួលបានប៉ាតង់ Acheson ។
នៅដើមសតវត្សទី 20 SiC ត្រូវបានគេប្រើជាចម្បងជាសារធាតុសំណឹកដោយសារតែភាពរឹង និងធន់នឹងការពាក់គួរឱ្យកត់សម្គាល់របស់វា។ នៅពាក់កណ្តាលសតវត្សរ៍ទី 20 ភាពជឿនលឿននៃបច្ចេកវិជ្ជានៃការបំភាយចំហាយគីមី (CVD) បានដោះសោលទ្ធភាពថ្មី។ អ្នកស្រាវជ្រាវនៅ Bell Labs ដឹកនាំដោយ Rustum Roy បានដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់ CVD SiC ដោយសម្រេចបាននូវថ្នាំកូត SiC ដំបូងបង្អស់លើផ្ទៃក្រាហ្វិច។
ទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1970 បានឃើញរបកគំហើញដ៏សំខាន់មួយនៅពេលដែលសាជីវកម្ម Union Carbide បានអនុវត្តក្រាហ្វិចដែលស្រោបដោយ SiC នៅក្នុងការលូតលាស់ epitaxial នៃសម្ភារៈ semiconductor gallium nitride (GaN) ។ ការរីកចម្រើននេះបានដើរតួយ៉ាងសំខាន់នៅក្នុង LEDs និងឡាស៊ែរដែលមានមូលដ្ឋានលើ GaN ដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ អស់ជាច្រើនទសវត្សរ៍មកហើយ ថ្នាំកូត SiC បានពង្រីកលើសពីឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកទៅកាន់កម្មវិធីនៅក្នុងលំហអាកាស យានយន្ត និងគ្រឿងអេឡិចត្រូនិចថាមពល ដោយសារការកែលម្អបច្ចេកទេសផលិតកម្ម។
សព្វថ្ងៃនេះ ការច្នៃប្រឌិតថ្មីដូចជាការបាញ់ថ្នាំកម្ដៅ PVD និងបច្ចេកវិទ្យាណាណូកំពុងពង្រឹងបន្ថែមទៀតនូវការអនុវត្ត និងការអនុវត្តនៃថ្នាំកូត SiC ដោយបង្ហាញពីសក្តានុពលរបស់វានៅក្នុងវិស័យទំនើប។
2. ការយល់ដឹងអំពីរចនាសម្ព័ន្ធ និងការប្រើប្រាស់គ្រីស្តាល់របស់ SiC
SiC មានពហុប្រភេទជាង 200 ប្រភេទ ដែលត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ដោយការរៀបចំអាតូមិករបស់ពួកគេទៅជាគូប (3C) រចនាសម្ព័ន្ធ hexagonal (H) និង rhombohedral (R) ។ ក្នុងចំណោមឧបករណ៍ទាំងនេះ 4H-SiC និង 6H-SiC ត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧបករណ៍ដែលមានថាមពលខ្ពស់ និងអុបតូអេឡិចត្រូនិចរៀងៗខ្លួន ខណៈពេលដែល β-SiC មានតម្លៃសម្រាប់ចរន្តកំដៅ ភាពធន់នឹងការពាក់ និងធន់នឹងច្រេះ។
β-SiCលក្ខណៈពិសេសមួយដូចជាចរន្តកម្ដៅនៃ120-200 W/m·Kនិងមេគុណពង្រីកកម្ដៅដែលផ្គូផ្គងយ៉ាងជិតស្និទ្ធនឹងក្រាហ្វិច ធ្វើឱ្យវាក្លាយជាសម្ភារៈដែលពេញចិត្តសម្រាប់ថ្នាំកូតផ្ទៃនៅក្នុងឧបករណ៍ wafer epitaxy ។
3. SiC Coatings: លក្ខណៈសម្បត្តិ និងបច្ចេកទេសរៀបចំ
ថ្នាំកូត SiC ជាធម្មតា β-SiC ត្រូវបានអនុវត្តយ៉ាងទូលំទូលាយដើម្បីបង្កើនលក្ខណៈសម្បត្តិនៃផ្ទៃដូចជា ភាពរឹង ធន់នឹងការពាក់ និងស្ថេរភាពកម្ដៅ។ វិធីសាស្រ្តទូទៅនៃការរៀបចំរួមមាន:
- ការបញ្ចេញចំហាយគីមី (CVD)៖ផ្តល់នូវថ្នាំកូតដែលមានគុណភាពខ្ពស់ជាមួយនឹងភាពស្អិតជាប់ល្អ និងឯកសណ្ឋាន ដែលល្អសម្រាប់ស្រទាប់ខាងក្រោមធំ និងស្មុគស្មាញ។
- ការបញ្ចេញចំហាយរាងកាយ (PVD)៖ផ្តល់នូវការត្រួតពិនិត្យយ៉ាងជាក់លាក់លើសមាសភាពថ្នាំកូត ដែលសមរម្យសម្រាប់កម្មវិធីដែលមានភាពជាក់លាក់ខ្ពស់។
- បច្ចេកទេសបាញ់ថ្នាំ ការដាក់សំណល់គីមី និងថ្នាំកូតរអិល៖ បម្រើជាជម្រើសដែលមានប្រសិទ្ធភាពក្នុងការចំណាយសម្រាប់កម្មវិធីជាក់លាក់ ទោះបីជាមានកម្រិតខុសគ្នាក្នុងការស្អិតជាប់ និងឯកសណ្ឋានក៏ដោយ។
វិធីសាស្រ្តនីមួយៗត្រូវបានជ្រើសរើសដោយផ្អែកលើលក្ខណៈនៃស្រទាប់ខាងក្រោម និងតម្រូវការកម្មវិធី។
4. SiC-Coated Graphite Susceptors នៅក្នុង MOCVD
SiC-coated graphite susceptors គឺមិនអាចខ្វះបាននៅក្នុង Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) ដែលជាដំណើរការដ៏សំខាន់នៅក្នុងការផលិតសម្ភារៈ semiconductor និង optoelectronic។
ឧបករណ៍ផ្ទុកទាំងនេះផ្តល់នូវការគាំទ្រដ៏រឹងមាំសម្រាប់ការលូតលាស់ខ្សែភាពយន្ត epitaxial ធានានូវស្ថេរភាពកម្ដៅ និងកាត់បន្ថយការចម្លងរោគមិនបរិសុទ្ធ។ ថ្នាំកូត SiC ក៏ជួយពង្រឹងភាពធន់នឹងអុកស៊ីតកម្ម លក្ខណៈសម្បត្តិផ្ទៃ និងគុណភាពចំណុចប្រទាក់ ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានការគ្រប់គ្រងយ៉ាងច្បាស់លាស់កំឡុងពេលលូតលាស់ខ្សែភាពយន្ត។
5. ឆ្ពោះទៅរកអនាគត
ក្នុងរយៈពេលប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ កិច្ចខិតខំប្រឹងប្រែងសំខាន់ៗត្រូវបានដឹកនាំក្នុងការកែលម្អដំណើរការផលិតនៃស្រទាប់ខាងក្រោមក្រាហ្វិចដែលស្រោបដោយ SiC ។ អ្នកស្រាវជ្រាវកំពុងផ្តោតលើការបង្កើនភាពបរិសុទ្ធនៃថ្នាំកូត ឯកសណ្ឋាន និងអាយុកាលប្រើប្រាស់ ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយការចំណាយ។ លើសពីនេះទៀតការរុករកសម្ភារៈច្នៃប្រឌិតដូចជាថ្នាំកូត tantalum carbide (TaC)ផ្តល់នូវការកែលម្អសក្តានុពលនៅក្នុងចរន្តកំដៅ និងភាពធន់ទ្រាំនឹងការ corrosion ត្រួសត្រាយផ្លូវសម្រាប់ដំណោះស្រាយជំនាន់ក្រោយ។
នៅពេលដែលតម្រូវការសម្រាប់ឧបករណ៍ទប់ក្រាហ្វិចដែលស្រោបដោយ SiC នៅតែបន្តកើនឡើង ការជឿនលឿនក្នុងការផលិតឆ្លាតវៃ និងផលិតកម្មខ្នាតឧស្សាហកម្មនឹងគាំទ្របន្ថែមទៀតដល់ការអភិវឌ្ឍន៍ផលិតផលដែលមានគុណភាពខ្ពស់ ដើម្បីបំពេញតម្រូវការដែលកំពុងវិវត្តនៃឧស្សាហកម្ម semiconductor និង optoelectronics ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ ២៤-វិច្ឆិកា-២០២៣