સિલિકોન કાર્બાઇડ સામગ્રી અને તેની વિશેષતાઓ

સેમિકન્ડક્ટર ડિવાઇસ એ આધુનિક ઔદ્યોગિક મશીન સાધનોનો મુખ્ય ભાગ છે, જેનો વ્યાપકપણે કમ્પ્યુટર્સ, કન્ઝ્યુમર ઇલેક્ટ્રોનિક્સ, નેટવર્ક કોમ્યુનિકેશન્સ, ઓટોમોટિવ ઇલેક્ટ્રોનિક્સ અને કોરના અન્ય ક્ષેત્રોમાં ઉપયોગ થાય છે. સેમિકન્ડક્ટર ઉદ્યોગ મુખ્યત્વે ચાર મૂળભૂત ઘટકોથી બનેલો છે: ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સ, ઓપ્ટોઇલેક્ટ્રોનિક ડિવાઇસ, ડિસ્ક્રીટ ડિવાઇસ, સેન્સર, જે ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ્સના 80% થી વધુ હિસ્સો ધરાવે છે, તેથી ઘણી વાર અને સેમિકન્ડક્ટર અને ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ સમકક્ષ.

ઉત્પાદન શ્રેણી અનુસાર, ઇન્ટિગ્રેટેડ સર્કિટ મુખ્યત્વે ચાર શ્રેણીઓમાં વિભાજિત થાય છે: માઇક્રોપ્રોસેસર, મેમરી, લોજિક ઉપકરણો, સિમ્યુલેટર ભાગો. જો કે, સેમિકન્ડક્ટર ઉપકરણોના એપ્લિકેશન ક્ષેત્રના સતત વિસ્તરણ સાથે, ઘણા ખાસ પ્રસંગોએ સેમિકન્ડક્ટર્સને ઉચ્ચ તાપમાન, મજબૂત કિરણોત્સર્ગ, ઉચ્ચ શક્તિ અને અન્ય વાતાવરણના ઉપયોગને વળગી રહેવા માટે સક્ષમ બનાવવાની જરૂર પડે છે, નુકસાન પહોંચાડતા નથી, સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીની પ્રથમ અને બીજી પેઢી શક્તિહીન હોય છે, તેથી સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીની ત્રીજી પેઢી અસ્તિત્વમાં આવી.

હાલમાં, વિશાળ બેન્ડ ગેપ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી જે રજૂ કરે છેસિલિકોન કાર્બાઇડ(SiC), ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ (GaN), ઝિંક ઓક્સાઇડ (ZnO), હીરા, એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ (AlN) વધુ ફાયદાઓ સાથે પ્રબળ બજાર ધરાવે છે, જેને સામૂહિક રીતે ત્રીજી પેઢીના સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. ત્રીજી પેઢીના સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રીમાં વિશાળ બેન્ડ ગેપ પહોળાઈ, બ્રેકડાઉન ઇલેક્ટ્રિક ક્ષેત્ર, થર્મલ વાહકતા, ઇલેક્ટ્રોનિક સંતૃપ્ત દર અને રેડિયેશનનો પ્રતિકાર કરવાની ઉચ્ચ ક્ષમતા જેટલી ઊંચી હોય છે, તે ઉચ્ચ તાપમાન, ઉચ્ચ આવર્તન, રેડિયેશન સામે પ્રતિકાર અને ઉચ્ચ પાવર ઉપકરણો બનાવવા માટે વધુ યોગ્ય છે, જેને સામાન્ય રીતે વિશાળ બેન્ડગેપ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી (પ્રતિબંધિત બેન્ડ પહોળાઈ 2.2 eV કરતા વધારે છે) તરીકે ઓળખવામાં આવે છે, જેને ઉચ્ચ તાપમાન સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી પણ કહેવાય છે. ત્રીજી પેઢીના સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી અને ઉપકરણો પરના વર્તમાન સંશોધનમાંથી, સિલિકોન કાર્બાઇડ અને ગેલિયમ નાઇટ્રાઇડ સેમિકન્ડક્ટર સામગ્રી વધુ પરિપક્વ છે, અનેસિલિકોન કાર્બાઇડ ટેકનોલોજીસૌથી પરિપક્વ છે, જ્યારે ઝીંક ઓક્સાઇડ, હીરા, એલ્યુમિનિયમ નાઇટ્રાઇડ અને અન્ય સામગ્રી પર સંશોધન હજુ પ્રારંભિક તબક્કામાં છે.

સામગ્રી અને તેમના ગુણધર્મો:

સિલિકોન કાર્બાઇડસિરામિક બોલ બેરિંગ્સ, વાલ્વ, સેમિકન્ડક્ટર મટિરિયલ્સ, ગાયરો, માપન સાધનો, એરોસ્પેસ અને અન્ય ક્ષેત્રોમાં વ્યાપકપણે ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રી, ઘણા ઔદ્યોગિક ક્ષેત્રોમાં એક બદલી ન શકાય તેવી સામગ્રી બની ગઈ છે.

SiC એ એક પ્રકારનો કુદરતી સુપરલેટીસ છે અને એક લાક્ષણિક સજાતીય પોલીટાઇપ છે. Si અને C ડાયટોમિક સ્તરો વચ્ચે પેકિંગ ક્રમમાં તફાવતને કારણે 200 થી વધુ (હાલમાં જાણીતા) હોમોટાઇપિક પોલીટાઇપિક પરિવારો છે, જે વિવિધ સ્ફટિક માળખા તરફ દોરી જાય છે. તેથી, SiC નવી પેઢીના પ્રકાશ ઉત્સર્જક ડાયોડ (LED) સબસ્ટ્રેટ સામગ્રી, ઉચ્ચ શક્તિવાળા ઇલેક્ટ્રોનિક સામગ્રી માટે ખૂબ જ યોગ્ય છે.