సిలికాన్ కార్బైడ్ చరిత్ర మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ కోటింగ్ అప్లికేషన్

సిలికాన్ కార్బైడ్ అభివృద్ధి మరియు అప్లికేషన్స్ (SiC)

1. SiC లో ఒక సెంచరీ ఆఫ్ ఇన్నోవేషన్
సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) యొక్క ప్రయాణం 1893లో ప్రారంభమైంది, ఎడ్వర్డ్ గుడ్రిచ్ అచెసన్ అచెసన్ ఫర్నేస్‌ను రూపొందించాడు, క్వార్ట్జ్ మరియు కార్బన్ యొక్క విద్యుత్ తాపన ద్వారా SiC యొక్క పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిని సాధించడానికి కార్బన్ పదార్థాలను ఉపయోగించి. ఈ ఆవిష్కరణ SiC యొక్క పారిశ్రామికీకరణకు నాంది పలికింది మరియు అచెసన్‌కు పేటెంట్‌ని సంపాదించిపెట్టింది.

20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో, SiC దాని విశేషమైన కాఠిన్యం మరియు దుస్తులు నిరోధకత కారణంగా ప్రధానంగా రాపిడిగా ఉపయోగించబడింది. 20వ శతాబ్దం మధ్య నాటికి, రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD) సాంకేతికతలో పురోగతి కొత్త అవకాశాలను అన్‌లాక్ చేసింది. రుస్తుమ్ రాయ్ నేతృత్వంలోని బెల్ ల్యాబ్స్‌లోని పరిశోధకులు, గ్రాఫైట్ ఉపరితలాలపై మొదటి SiC పూతలను సాధించడం ద్వారా CVD SiCకి పునాది వేశారు.

యూనియన్ కార్బైడ్ కార్పొరేషన్ గాలియం నైట్రైడ్ (GaN) సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్స్ యొక్క ఎపిటాక్సియల్ గ్రోత్‌లో SiC-కోటెడ్ గ్రాఫైట్‌ను వర్తింపజేసినప్పుడు 1970లలో ఒక పెద్ద పురోగతి కనిపించింది. ఈ పురోగతి అధిక-పనితీరు గల GaN-ఆధారిత LEDలు మరియు లేజర్‌లలో కీలక పాత్ర పోషించింది. దశాబ్దాలుగా, SiC పూతలు సెమీకండక్టర్లను దాటి ఏరోస్పేస్, ఆటోమోటివ్ మరియు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్‌లో అప్లికేషన్‌లకు విస్తరించాయి, తయారీ సాంకేతికతలలో మెరుగుదలలకు ధన్యవాదాలు.

నేడు, థర్మల్ స్ప్రేయింగ్, PVD మరియు నానోటెక్నాలజీ వంటి ఆవిష్కరణలు SiC కోటింగ్‌ల పనితీరు మరియు అనువర్తనాన్ని మరింత మెరుగుపరుస్తున్నాయి, అత్యాధునిక రంగాలలో దాని సామర్థ్యాన్ని ప్రదర్శిస్తాయి.

2. SiC యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణాలు మరియు ఉపయోగాలు అర్థం చేసుకోవడం
SiC 200 కంటే ఎక్కువ పాలీటైప్‌లను కలిగి ఉంది, వాటి పరమాణు అమరికల ద్వారా క్యూబిక్ (3C), షట్కోణ (H) మరియు రోంబోహెడ్రల్ (R) నిర్మాణాలుగా వర్గీకరించబడింది. వీటిలో, 4H-SiC మరియు 6H-SiC వరుసగా అధిక-శక్తి మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి, అయితే β-SiC దాని ఉన్నతమైన ఉష్ణ వాహకత, దుస్తులు నిరోధకత మరియు తుప్పు నిరోధకత కోసం విలువైనది.

β-SiC లుయొక్క ఉష్ణ వాహకత వంటి ప్రత్యేక లక్షణాలు120-200 W/m·Kమరియు థర్మల్ ఎక్స్‌పాన్షన్ కోఎఫీషియంట్ గ్రాఫైట్‌కి దగ్గరగా సరిపోలుతుంది, ఇది వేఫర్ ఎపిటాక్సీ పరికరాలలో ఉపరితల పూతలకు ప్రాధాన్య పదార్థంగా చేస్తుంది.

3. SiC కోటింగ్‌లు: ప్రాపర్టీస్ మరియు ప్రిపరేషన్ టెక్నిక్స్
SiC పూతలు, సాధారణంగా β-SiC, కాఠిన్యం, దుస్తులు నిరోధకత మరియు ఉష్ణ స్థిరత్వం వంటి ఉపరితల లక్షణాలను మెరుగుపరచడానికి విస్తృతంగా వర్తించబడతాయి. తయారీ యొక్క సాధారణ పద్ధతులు:

• రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD):అద్భుతమైన సంశ్లేషణ మరియు ఏకరూపతతో అధిక-నాణ్యత పూతలను అందిస్తుంది, పెద్ద మరియు సంక్లిష్టమైన ఉపరితలాలకు అనువైనది.
• భౌతిక ఆవిరి నిక్షేపణ (PVD):పూత కూర్పుపై ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అందిస్తుంది, ఇది అధిక-ఖచ్చితమైన అనువర్తనాలకు అనుకూలంగా ఉంటుంది.
• స్ప్రేయింగ్ టెక్నిక్స్, ఎలక్ట్రోకెమికల్ డిపోజిషన్ మరియు స్లర్రీ కోటింగ్: సంశ్లేషణ మరియు ఏకరూపతలో వివిధ పరిమితులు ఉన్నప్పటికీ, నిర్దిష్ట అప్లికేషన్‌ల కోసం ఖర్చుతో కూడుకున్న ప్రత్యామ్నాయాలుగా పనిచేస్తాయి.

ప్రతి పద్ధతి సబ్‌స్ట్రేట్ లక్షణాలు మరియు అప్లికేషన్ అవసరాల ఆధారంగా ఎంపిక చేయబడుతుంది.

4. MOCVDలో SiC-కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్లు
సెమీకండక్టర్ మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ మెటీరియల్ తయారీలో కీలక ప్రక్రియ అయిన మెటల్ ఆర్గానిక్ కెమికల్ ఆవిరి నిక్షేపణ (MOCVD)లో SiC-కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్‌లు చాలా అవసరం.

ఈ ససెప్టర్లు ఎపిటాక్సియల్ ఫిల్మ్ పెరుగుదలకు బలమైన మద్దతును అందిస్తాయి, థర్మల్ స్టెబిలిటీని నిర్ధారిస్తాయి మరియు అశుద్ధ కాలుష్యాన్ని తగ్గిస్తాయి. SiC పూత ఆక్సీకరణ నిరోధకత, ఉపరితల లక్షణాలు మరియు ఇంటర్‌ఫేస్ నాణ్యతను కూడా పెంచుతుంది, ఫిల్మ్ పెరుగుదల సమయంలో ఖచ్చితమైన నియంత్రణను అనుమతిస్తుంది.

5. భవిష్యత్తు వైపు ముందుకు సాగడం
ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, SiC-కోటెడ్ గ్రాఫైట్ సబ్‌స్ట్రేట్‌ల ఉత్పత్తి ప్రక్రియలను మెరుగుపరచడంలో ముఖ్యమైన ప్రయత్నాలు నిర్దేశించబడ్డాయి. పరిశోధకులు ఖర్చులను తగ్గించేటప్పుడు పూత స్వచ్ఛత, ఏకరూపత మరియు జీవితకాలం పెంచడంపై దృష్టి సారిస్తున్నారు. అదనంగా, వంటి వినూత్న పదార్థాల అన్వేషణటాంటాలమ్ కార్బైడ్ (TaC) పూతలుఉష్ణ వాహకత మరియు తుప్పు నిరోధకతలో సంభావ్య మెరుగుదలలను అందిస్తుంది, తదుపరి తరం పరిష్కారాలకు మార్గం సుగమం చేస్తుంది.

SiC-కోటెడ్ గ్రాఫైట్ ససెప్టర్లకు డిమాండ్ పెరుగుతూనే ఉన్నందున, తెలివైన తయారీ మరియు పారిశ్రామిక-స్థాయి ఉత్పత్తిలో పురోగతి సెమీకండక్టర్ మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ పరిశ్రమల అభివృద్ధి చెందుతున్న అవసరాలను తీర్చడానికి అధిక-నాణ్యత ఉత్పత్తుల అభివృద్ధికి మరింత తోడ్పడుతుంది.