SiCTaybetmendiyên valahiya mezin a bendê, îhtîmala germî ya bilind, hêza qada şikestina krîtîk a bilind, û rêjeya bilind a drifta têrbûna elektronan hene. Ew dikare hewcedariyên serîlêdanê di bin şert û mercên germahiya bilind, zexta bilind, frekansa bilind û hêza bilind de bicîh bîne. Ew dikare bi berfirehî di wesayîtên enerjiya nû, fotovoltaîk, kontrola pîşesaziyê, ragihandina frekansa radyoyê û warên din de were bikar anîn. Bi pêşveçûna bilez a pîşesaziyên têkildar re, bazara nîvconductor a nifşa sêyemîn ku ji hêla karbîda silîkonê ve tê temsîl kirin, derfetên nû derxistiye holê.
Mezinbûna krîstalan girêka bingehîn a hilberîna substrata silicon carbide ye, û alavên bingehîn firna mezinbûna krîstalan e. Mîna firneyên mezinbûna krîstal ên pola silicon a krîstal ên kevneşopî, avahiya firnê ne pir tevlihev e. Ew bi giranî ji laşê firnê, pergala germkirinê, mekanîzmaya veguhestina bobînê, pergala bidestxistin û pîvandina valahiyê, pergala rêya gazê, pergala sarkirinê, pergala kontrolê, û hwd pêk tê. Qada germî û şert û mercên pêvajoyê nîşaneyên sereke yên kalîte, mezinahî, konduktîvîte û nîşaneyên din ên sereke yên krîstala silicon carbide diyar dikin.
1. Zehmetiyên di teknolojiya mezinbûna krîstala karbîda silîkonê de
Germahiya mezinbûna krîstala karbîda silîkonê pir bilind e û nayê şopandin, ji ber vê yekê zehmetiya sereke di pêvajoyê bi xwe de ye:
(1)Zehmetiya kontrolkirina germahiya hewayêÇavdêriya valahiya germahiya bilind a girtî dijwar û bêkontrol e. Berevajî alavên mezinbûna krîstal ên kevneşopî yên li ser bingeha silîkonê yên bi çareseriya kişandinê, ku xwedan pileya bilind a otomasyonê ne û pêvajoya mezinbûna krîstal dikare were çavdêrîkirin, kontrolkirin û sererastkirin, krîstalên karbîda silîkonê di cîhek girtî de di hawîrdorek germahiya bilind a li jor 2,000°C de mezin dibin, û germahiya mezinbûnê di dema hilberînê de hewce dike ku bi tevahî were kontrol kirin, ku kontrola germahiyê dijwar dike;
(2)Zehmetî di kontrolkirina forma krîstal deMîkroborî, têkelên polîmorfîk, jihevketin û kêmasiyên din di dema pêvajoya mezinbûnê de meyla çêbûna wan heye, û ew bandorê li hev dikin û hevûdu pêşve dixin. Mîkroborî (MP) kêmasiyên celebê derbasbûyî ne ku mezinahiya wan ji çend mîkron heta deh mîkronan e, ku kêmasiyên kujer ên amûran in. Krîstalên yekane yên karbîda silîkonê ji 200 formên krîstal ên cûda zêdetir hene, lê tenê çend avahiyên krîstal hene (Tîpa 4H) materyalên nîvconductor ên pêwîst ji bo hilberînê ne. Veguherîna şiklê krîstalê di dema pêvajoya mezinbûnê de meyla çêbûna wê heye, ku di encamê de kêmasiyên têketina polîmorfîk çêdibin. Ji ber vê yekê, pêdivî ye ku parametreyên wekî rêjeya silîkon-karbon, gradyana germahiya mezinbûnê, rêjeya mezinbûna krîstalê û zexta herikîna gazê bi awayekî rast werin kontrol kirin.
Herwiha, di qada germî ya mezinbûna krîstala yekane ya silicon carbide de gradyantek germahiyê heye, ku di dema pêvajoya mezinbûna krîstalê de dibe sedema stresa navxweyî ya xwemalî û dislokasyonên encam (dislokasyona plana bingehîn BPD, dislokasyona pêçayî TSD, dislokasyona qiraxê TED), bi vî rengî bandorê li kalîte û performansa epitaksî û cîhazên paşê dike.
(3)Kontrolkirina dopîngê ya dijwarJi bo bidestxistina krîstalek guhêrbar bi dopîngkirina arasteyî, divê têketina qirêjiyên derveyî bi tundî were kontrol kirin;
(4)Rêjeya mezinbûna hêdîRêjeya mezinbûna karbîda silîkonê pir hêdî ye. Kevneşopîmateryalên silîkonêtenê 3 rojan hewce ne ku bibin çîpek krîstal, lê çîpên krîstal ên silicon carbide 7 rojan hewce dikin. Ev dibe sedema karîgeriya hilberîna xwezayî ya silicon carbide kêmtir û hilberînek pir sînordar.
Ji aliyekî din ve, parametreyên mezinbûna epitaksiyal a silicon carbide pir daxwazkar in, di nav de hewagiriya alavan, aramiya zexta gazê di odeya reaksiyonê de, kontrola rast a dema danasîna gazê, rastbûna rêjeya gazê, û rêveberiya hişk a germahiya danînê. Bi taybetî, bi başbûna asta voltaja berxwedanê ya cîhazê re, dijwarbûna kontrolkirina parametreyên bingehîn ên wafera epitaksiyal bi girîngî zêde bûye.
Herwiha, bi zêdebûna qalindahiya qata epitaksiyal re, çawaniya kontrolkirina yekrengiya berxwedanê û kêmkirina dendika kêmasiyan di heman demê de misogerkirina qalindahiyê bûye pirsgirêkek din a mezin. Di pergala kontrola elektrîkî de, pêdivî ye ku sensor û aktuatorên rastbûna bilind werin entegrekirin da ku piştrast bikin ku parametreyên cûrbecûr dikarin bi awayekî rast û bi îstîqrar werin rêve kirin. Di heman demê de, çêtirkirina algorîtmaya kontrolê jî girîng e. Pêdivî ye ku ew bikaribe stratejiya kontrolê di wextê rast de li gorî sînyala bersivê rast bike da ku xwe biguncîne guhertinên cûrbecûr dimezinbûna epitaksiyal a karbîda silîkonêdoz.
1. Zehmetiyên sereke di çêkirina substratên karbîda siliconê de:
1. Germahiya mezinbûnê ji 2000℃ jortir e, ku du qat ji ya silîkonê bilindtir e.
2. Qalindahiya çîpa krîstal di dema mezinbûna krîstalê de piçûk e, û çîpeke krîstal a karbîda silîkonê ya 2 cm di 7 rojan de mezin dibe.
3. Pêdiviyên celebê krîstalê zêde ne, û tenê çend karbîda silîkonê ya yek-krîstal bi avahiyên krîstal hene.
4. Awira birrînê zêde ye, û silicon carbide xwedî hişkbûnek pir zêde ye.
Bi kurtasî, lêçûna demê ya biha û teknolojiya pêvajoyê ya tevlihev lêçûna bilind a substratên karbîda silîkonê diyar dike, ku sepandina karbîda silîkonê sînordar dike.
III. Dabeşkirina firneyên mezinbûna krîstalan
Li gorî rêbazên germkirinê yên cuda, firneyên mezinbûna krîstalan dikarin wekî celebê înduksîyonê û celebê berxwedanê werin dabeş kirin. Niha, piraniya alavên li sûkê celebê înduksîyonê ne, ku xwedî avantajên lêçûna kêm, avahiya hêsan, parastina hêsan û karîgeriya germî ya bilind e. Lêbelê, ji ber bandora înduksîyona elektromagnetîk, germahiya eksenî û germahiya radyal a germkirina înduksîyonê bi hev ve girêdayî ne, û ne gengaz e ku hem leza mezinbûna krîstalê û hem jî kalîteya mezinbûna krîstalê were hesibandin.
Platforma mezinbûna zeviya germî ya berxwedanê dikare bi rêzê ve germahiya eksîyal û germahiya radyal bi awayekî rast kontrol bike, ku ev yek ji bo mezinbûna krîstalên mezin guncan e û rêjeya mezinbûna krîstalê baştir dike. Ew yek ji çareseriyan e ji bo mezinbûna krîstala karbîda silîkonê ya 8 înç a bi kalîte bilind a pêşerojê.
Berawirdkirina di navbera rêbaza înduksiyonê û rêbaza berxwedanê de:
| Rêbaza enduksiyonê | Rêbaza berxwedanê | |
| Prensîba xebatê | Germkirina înduksîyonê rêbazek dermankirina germê ye ku bandora magnetîkî ya herika elektrîkê bikar tîne da ku dendikek nisbeten bilind a herika înduksîyonê li ser rûyê perçeyê biafirîne, zû wê germ dike heya rewşa austenît, û dûv re zû wê sar dike da ku avahiyek martensîtîk bi dest bixe. | Germkirina berxwedanê germahiya Joule ya ku ji ber herikîna ku di rêber re derbas dibe çêdibe wekî çavkaniya germê bikar tîne. Ew dikare li du kategoriyan were dabeş kirin: germkirina berxwedana nerasterast (elementa germkirina elektrîkê an jî navgîna guhêzbar) û germkirina berxwedana rasterast. |
| Kontrola germahiyê | Rêbaza înduksîyonê zeviya magnetîkî ya hundirîn bi rêya pêça înduksîyonê ya li derveyî xaçerêyê germ dike. Leza germkirinê zêde ye, lê mesafeya di navbera pêça înduksîyonê û xaçerêyê de dûr e, qada tîrêjê belav dibe, û kontrolkirina rast a hilberîna germê ya rûyê xaçerêyê di rêça horizontî de dijwar e. | Rêbaza berxwedanê germkerek cuda datîne, ku nêzîkî xaçerêyê ye. Bi rêkxistina germkerê, germahiya rûyê xaçerêyê dikare bi awayekî rasttir were kontrol kirin. |
| Mezinbûna krîstalê ya mezin | Dema ku gelek bobînên germkirinê li avahiya qada germî ya rêbaza înduksiyonê têne zêdekirin, dibe ku qadên magnetîkî bi hev re destwerdanê bikin, di encamê de qada magnetîkî û germ li gorî armanca sêwirandinê bi hêsanî nayên belavkirin, ku bandorê li bandora germkirinê û mezinbûna krîstalê dike. | Ji bo alavên mezinbûna krîstalê yên germkirina berxwedanê sêwirandina pergaleke germkirinê ya kontrola serbixwe ya pir-qonaxî hêsantir e, û gradyana radyal a alavê bi xwe piçûk e, ku dikare hewcedariyên mezinbûna krîstalê ya mezin bicîh bîne. |
| Çerxa mezinbûna krîstalan | Mezinbûna krîstalan bi rêbaza înduksiyonê nêzîkî 10 rojan, germkirin 10-15 rojan, û çerxa mezinbûnê ya giştî 20-25 roj e. | Çerxa mezinbûna krîstalê nêzîkî 5-7 rojan e, û ew dikare bixweber were germ kirin, û germahî piştî qutbûna elektrîkê hêdî hêdî dadikeve. |
| Xerckirina enerjiyê | Xerciya enerjiyê ya rêbaza berxwedanê 2-3 caran ji ya rêbaza enduksîyonê zêdetir e. | |
| Asta berhemdariyê | Berhema krîstalên ku bi firna mezinbûna krîstalê ya rêbaza berxwedanê têne çandin, li gorî firna mezinbûna krîstalê ya rêbaza enduksiyonê pir çêtir e. | |
Dema şandinê: 24ê Hezîrana 2025an