കമ്പ്യൂട്ടറുകൾ, കൺസ്യൂമർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, നെറ്റ്വർക്ക് കമ്മ്യൂണിക്കേഷൻസ്, ഓട്ടോമോട്ടീവ് ഇലക്ട്രോണിക്സ്, മറ്റ് കാമ്പുകൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ആധുനിക വ്യാവസായിക യന്ത്ര ഉപകരണങ്ങളുടെ കാതലാണ് സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണം. സെമികണ്ടക്ടർ വ്യവസായത്തിൽ പ്രധാനമായും നാല് അടിസ്ഥാന ഘടകങ്ങളുണ്ട്: ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകൾ, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ, ഡിസ്ക്രീറ്റ് ഉപകരണം, സെൻസർ, ഇത് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ടുകളുടെ 80% ത്തിലധികം വരും, അതിനാൽ പലപ്പോഴും സെമികണ്ടക്ടറും ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് തത്തുല്യവും.
ഉൽപ്പന്ന വിഭാഗം അനുസരിച്ച് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട് പ്രധാനമായും നാല് വിഭാഗങ്ങളായി തിരിച്ചിരിക്കുന്നു: മൈക്രോപ്രൊസസ്സർ, മെമ്മറി, ലോജിക് ഉപകരണങ്ങൾ, സിമുലേറ്റർ ഭാഗങ്ങൾ. എന്നിരുന്നാലും, അർദ്ധചാലക ഉപകരണങ്ങളുടെ ആപ്ലിക്കേഷൻ ഫീൽഡിന്റെ തുടർച്ചയായ വികാസത്തോടെ, പല പ്രത്യേക അവസരങ്ങളിലും ഉയർന്ന താപനില, ശക്തമായ വികിരണം, ഉയർന്ന ശക്തി, മറ്റ് പരിതസ്ഥിതികൾ എന്നിവയുടെ ഉപയോഗത്തോട് പറ്റിനിൽക്കാൻ അർദ്ധചാലകങ്ങൾക്ക് കഴിയേണ്ടതുണ്ട്, കേടുപാടുകൾ വരുത്തരുത്, ഒന്നും രണ്ടും തലമുറയിലെ അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കൾ ശക്തിയില്ലാത്തവയാണ്, അതിനാൽ മൂന്നാം തലമുറയിലെ അർദ്ധചാലക വസ്തുക്കൾ നിലവിൽ വന്നു.
നിലവിൽ, വൈഡ് ബാൻഡ് ഗ്യാപ് സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കൾ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നത്സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്(SiC), ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് (GaN), സിങ്ക് ഓക്സൈഡ് (ZnO), വജ്രം, അലുമിനിയം നൈട്രൈഡ് (AlN) എന്നിവ വലിയ ഗുണങ്ങളോടെ പ്രബലമായ വിപണിയെ കീഴടക്കുന്നു, അവയെ മൊത്തത്തിൽ മൂന്നാം തലമുറ സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കൾ എന്ന് വിളിക്കുന്നു. വിശാലമായ ബാൻഡ് വിടവ് വീതിയുള്ള മൂന്നാം തലമുറ സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കൾ, ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വൈദ്യുത മണ്ഡലം, താപ ചാലകത, ഇലക്ട്രോണിക് പൂരിത നിരക്ക്, വികിരണത്തെ പ്രതിരോധിക്കാനുള്ള ഉയർന്ന കഴിവ് എന്നിവ ഉയർന്ന താപനില, ഉയർന്ന ആവൃത്തി, വികിരണ പ്രതിരോധം, ഉയർന്ന പവർ ഉപകരണങ്ങൾ എന്നിവ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് കൂടുതൽ അനുയോജ്യമാണ്, സാധാരണയായി വൈഡ് ബാൻഡ്ഗ്യാപ്പ് സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കൾ (നിരോധിത ബാൻഡ് വീതി 2.2 eV-ൽ കൂടുതലാണ്) എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു, ഉയർന്ന താപനില സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കൾ എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു. മൂന്നാം തലമുറ സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കളെയും ഉപകരണങ്ങളെയും കുറിച്ചുള്ള നിലവിലെ ഗവേഷണത്തിൽ നിന്ന്, സിലിക്കൺ കാർബൈഡും ഗാലിയം നൈട്രൈഡ് സെമികണ്ടക്ടർ വസ്തുക്കളും കൂടുതൽ പക്വതയുള്ളവയാണ്, കൂടാതെസിലിക്കൺ കാർബൈഡ് സാങ്കേതികവിദ്യഏറ്റവും പക്വതയുള്ളതാണ്, അതേസമയം സിങ്ക് ഓക്സൈഡ്, വജ്രം, അലുമിനിയം നൈട്രൈഡ്, മറ്റ് വസ്തുക്കൾ എന്നിവയെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം ഇപ്പോഴും പ്രാരംഭ ഘട്ടത്തിലാണ്.
വസ്തുക്കളും അവയുടെ ഗുണങ്ങളും:
സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്സെറാമിക് ബോൾ ബെയറിംഗുകൾ, വാൽവുകൾ, സെമികണ്ടക്ടർ മെറ്റീരിയലുകൾ, ഗൈറോകൾ, അളക്കൽ ഉപകരണങ്ങൾ, എയ്റോസ്പേസ്, മറ്റ് മേഖലകൾ എന്നിവയിൽ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന ഈ മെറ്റീരിയൽ, പല വ്യാവസായിക മേഖലകളിലും പകരം വയ്ക്കാനാവാത്ത ഒരു വസ്തുവായി മാറിയിരിക്കുന്നു.
SiC ഒരുതരം സ്വാഭാവിക സൂപ്പർലാറ്റിസും ഒരു സാധാരണ ഏകതാന പോളിടൈപ്പുമാണ്. Si, C ഡയാറ്റമിക് പാളികൾ തമ്മിലുള്ള പാക്കിംഗ് ക്രമത്തിലെ വ്യത്യാസം കാരണം 200-ലധികം (നിലവിൽ അറിയപ്പെടുന്ന) ഹോമോടൈപ്പിക് പോളിടൈപ്പിക് കുടുംബങ്ങളുണ്ട്, ഇത് വ്യത്യസ്ത ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനകളിലേക്ക് നയിക്കുന്നു. അതിനാൽ, പുതിയ തലമുറയിലെ പ്രകാശം പുറപ്പെടുവിക്കുന്ന ഡയോഡ് (LED) സബ്സ്ട്രേറ്റ് മെറ്റീരിയലിന്, ഉയർന്ന പവർ ഇലക്ട്രോണിക് മെറ്റീരിയലുകൾക്ക് SiC വളരെ അനുയോജ്യമാണ്.
| സ്വഭാവം | |
| ഭൗതിക സ്വത്ത് | ഉയർന്ന കാഠിന്യം (3000kg/mm), മാണിക്യം മുറിക്കാൻ കഴിയും |
| ഉയർന്ന വസ്ത്രധാരണ പ്രതിരോധം, വജ്രത്തിന് പിന്നിൽ രണ്ടാമത്തേത് | |
| താപ ചാലകത Si യേക്കാൾ 3 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്, GaA കളേക്കാൾ 8~10 മടങ്ങ് കൂടുതലാണ്. | |
| SiC യുടെ താപ സ്ഥിരത ഉയർന്നതാണ്, അന്തരീക്ഷമർദ്ദത്തിൽ ഉരുകുന്നത് അസാധ്യമാണ്. | |
| ഉയർന്ന പവർ ഉപകരണങ്ങൾക്ക് നല്ല താപ വിസർജ്ജന പ്രകടനം വളരെ പ്രധാനമാണ്. | |
|
രാസ സ്വഭാവം | വളരെ ശക്തമായ നാശന പ്രതിരോധം, മുറിയിലെ താപനിലയിൽ അറിയപ്പെടുന്ന ഏതൊരു നാശന ഏജന്റിനെയും പ്രതിരോധിക്കും. |
| SiC ഉപരിതലം എളുപ്പത്തിൽ ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുകയും SiO രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു, നേർത്ത പാളി, അതിന്റെ കൂടുതൽ ഓക്സീകരണം തടയാൻ കഴിയും, 1700℃ ന് മുകളിൽ, ഓക്സൈഡ് ഫിലിം ഉരുകുകയും വേഗത്തിൽ ഓക്സീകരിക്കപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു. | |
| 4H-SIC, 6H-SIC എന്നിവയുടെ ബാൻഡ്ഗാപ്പ് Si യുടെ ഏകദേശം 3 മടങ്ങും GaA കളുടെ 2 മടങ്ങുമാണ്: ബ്രേക്ക്ഡൗൺ ഇലക്ട്രിക് ഫീൽഡ് തീവ്രത Si യേക്കാൾ ഉയർന്ന ഒരു ക്രമമാണ്, കൂടാതെ ഇലക്ട്രോൺ ഡ്രിഫ്റ്റ് പ്രവേഗം പൂരിതമാണ് Si യുടെ രണ്ടര ഇരട്ടി. 4H-SIC യുടെ ബാൻഡ്ഗാപ്പ് 6H-SIC യെക്കാൾ വിശാലമാണ്. |
പോസ്റ്റ് സമയം: ഓഗസ്റ്റ്-01-2022