आधुनिक C, N, B आणि इतर नॉन-ऑक्साइड उच्च-तंत्रज्ञान रिफ्रॅक्टरी कच्च्या मालांपैकी, वातावरणीय दाबावर सिंटर्ड केलेले सिलिकॉन कार्बाइड मोठ्या प्रमाणात उपलब्ध आणि किफायतशीर आहे, ज्याला एमरी किंवा रिफ्रॅक्टरी वाळू म्हटले जाऊ शकते. शुद्ध सिलिकॉन कार्बाइड हे रंगहीन पारदर्शक स्फटिक आहे. तर, सिलिकॉन कार्बाइडची भौतिक रचना आणि वैशिष्ट्ये काय आहेत?
वातावरणीय दाबाखाली सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड
वातावरणीय दाबाखाली सिंटर्ड केलेल्या सिलिकॉन कार्बाइडची भौतिक संरचना:
उद्योगात वापरले जाणारे वातावरणीय दाबाने सिंटर्ड केलेले सिलिकॉन कार्बाइड, अशुद्धतेच्या प्रकारानुसार आणि प्रमाणानुसार फिकट पिवळे, हिरवे, निळे आणि काळे असते, तसेच त्याची शुद्धता आणि पारदर्शकताही वेगवेगळी असते. सिलिकॉन कार्बाइडच्या स्फटिक संरचनेचे विभाजन सहा-अक्षरी किंवा हिऱ्याच्या आकाराचे प्लुटोनियम आणि घन प्लुटोनियम-एसआयसीमध्ये केले जाते. स्फटिक संरचनेतील कार्बन आणि सिलिकॉन अणूंच्या वेगवेगळ्या रचनेमुळे प्लुटोनियम-एसआयसीमध्ये विविध प्रकारची विकृती निर्माण होते आणि ७० पेक्षा जास्त प्रकारच्या विकृती आढळून आल्या आहेत. २१०० च्या वर बीटा-एसआयसीचे अल्फा-एसआयसीमध्ये रूपांतर होते. सिलिकॉन कार्बाइडची औद्योगिक प्रक्रिया रेझिस्टन्स फर्नेसमध्ये उच्च-गुणवत्तेच्या क्वार्ट्ज वाळू आणि पेट्रोलियम कोकच्या साहाय्याने केली जाते. शुद्ध केलेल्या सिलिकॉन कार्बाइडच्या ठोकळ्यांना बारीक करून, आम्ल-क्षार शुद्धीकरण, चुंबकीय विलगीकरण, चाळणी किंवा जल-निवडीद्वारे विविध कणांच्या आकारांची उत्पादने तयार केली जातात.
वातावरणीय दाबावर सिंटर्ड केलेल्या सिलिकॉन कार्बाइडची भौतिक वैशिष्ट्ये:
सिलिकॉन कार्बाइडमध्ये चांगली रासायनिक स्थिरता, औष्णिक वाहकता, औष्णिक प्रसरण गुणांक आणि झीज-प्रतिरोधकता असते, त्यामुळे घर्षणासाठीच्या वापराव्यतिरिक्त त्याचे इतरही अनेक उपयोग आहेत: उदाहरणार्थ, एका विशेष प्रक्रियेद्वारे टर्बाइन इम्पेलर किंवा सिलेंडर ब्लॉकच्या आतील भिंतीवर सिलिकॉन कार्बाइड पावडरचा लेप दिला जातो, ज्यामुळे झीज-प्रतिरोधकता सुधारते आणि आयुष्य १ ते २ पटीने वाढते. यापासून बनवलेले हे उच्च-श्रेणीचे उष्णतारोधक, लहान आकाराचे, हलके वजनाचे आणि उच्च शक्तीचे साहित्य असून, त्याची ऊर्जा कार्यक्षमता खूप चांगली असते. निम्न-श्रेणीचे सिलिकॉन कार्बाइड (ज्यात सुमारे ८५% SiC असते) हे पोलाद निर्मितीचा वेग वाढवण्यासाठी आणि पोलादाची गुणवत्ता सुधारण्यासाठी रासायनिक रचना सहजपणे नियंत्रित करण्याकरिता एक उत्कृष्ट डीऑक्सिडायझर आहे. याव्यतिरिक्त, वातावरणीय दाबावर सिंटर्ड केलेले सिलिकॉन कार्बाइड हे सिलिकॉन कार्बन रॉडच्या विद्युत भागांच्या निर्मितीमध्ये देखील मोठ्या प्रमाणावर वापरले जाते.
सिलिकॉन कार्बाइड खूप कठीण आहे. त्याची मोर्स कठीणता ९.५ आहे, जी जगातील सर्वात कठीण हिऱ्याच्या (१०) खालोखाल दुसऱ्या क्रमांकावर आहे. हा एक उत्कृष्ट औष्णिक वाहकता असलेला अर्धवाहक आहे आणि उच्च तापमानात ऑक्सिडेशनला प्रतिकार करू शकतो. सिलिकॉन कार्बाइडचे किमान ७० स्फटिकीय प्रकार आहेत. प्लुटोनियम-सिलिकॉन कार्बाइड हा एक सामान्य समावयव आहे जो २०००°C पेक्षा जास्त तापमानात तयार होतो आणि त्याची षटकोनी स्फटिकीय रचना (वर्टझाइटसारखी) असते. वातावरणीय दाबाखाली सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड.
सेमीकंडक्टर उद्योगात सिलिकॉन कार्बाइडचा वापर
सिलिकॉन कार्बाइड सेमीकंडक्टर उद्योग साखळीमध्ये प्रामुख्याने सिलिकॉन कार्बाइड उच्च-शुद्धता पावडर, सिंगल क्रिस्टल सबस्ट्रेट, एपिटॅक्सियल शीट, पॉवर कंपोनंट्स, मॉड्यूल पॅकेजिंग आणि टर्मिनल ॲप्लिकेशन्स यांचा समावेश होतो.
१. सिंगल क्रिस्टल सबस्ट्रेट हे सेमीकंडक्टरला आधार देणारे साहित्य, प्रवाहकीय साहित्य आणि एपिटॅक्सियल वाढीसाठीचे सबस्ट्रेट आहे. सध्या, SiC सिंगल क्रिस्टलच्या वाढीच्या पद्धतींमध्ये फिजिकल व्हेपर ट्रान्सफर पद्धत (PVT पद्धत), लिक्विड फेज पद्धत (LPE पद्धत), आणि हाय टेम्परेचर केमिकल व्हेपर डिपॉझिशन पद्धत (HTCVD पद्धत) यांचा समावेश आहे. वातावरणीय दाबाखाली सिंटर्ड सिलिकॉन कार्बाइड.
२. एपिटॅक्सियल शीट: सिलिकॉन कार्बाइड एपिटॅक्सियल शीट, सिलिकॉन कार्बाइड शीट, ही एक सिंगल क्रिस्टल फिल्म (एपिटॅक्सियल थर) आहे जिची दिशा सबस्ट्रेट क्रिस्टलच्या दिशेसारखीच असते आणि सिलिकॉन कार्बाइड सबस्ट्रेटसाठी काही विशिष्ट आवश्यकता असतात. व्यावहारिक उपयोगांमध्ये, वाइड बँड गॅप सेमीकंडक्टर उपकरणे जवळजवळ सर्व एपिटॅक्सियल थरातच तयार केली जातात आणि सिलिकॉन चिप स्वतः फक्त सबस्ट्रेट म्हणून वापरली जाते, ज्यामध्ये GaN एपिटॅक्सियल थराच्या सबस्ट्रेटचाही समावेश आहे.
३. उच्च-शुद्धतेची सिलिकॉन कार्बाइड पावडर ही PVT पद्धतीने सिलिकॉन कार्बाइड एकल स्फटिकाच्या वाढीसाठी कच्चा माल आहे आणि उत्पादनाची शुद्धता सिलिकॉन कार्बाइड एकल स्फटिकाच्या वाढीच्या गुणवत्तेवर आणि विद्युत वैशिष्ट्यांवर थेट परिणाम करते.
४. हे पॉवर डिव्हाइस सिलिकॉन कार्बाइड मटेरियलपासून बनवलेले एक वाइड-बँड पॉवर आहे, ज्यामध्ये उच्च तापमान, उच्च वारंवारता आणि उच्च कार्यक्षमता ही वैशिष्ट्ये आहेत. डिव्हाइसच्या कार्य करण्याच्या पद्धतीनुसार, एसआयसी (SiC) पॉवर सप्लाय डिव्हाइसमध्ये प्रामुख्याने पॉवर डायोड आणि पॉवर स्विच ट्यूब यांचा समावेश असतो.
५. टर्मिनल: तिसऱ्या पिढीतील सेमीकंडक्टर अनुप्रयोगांमध्ये, सिलिकॉन कार्बाइड सेमीकंडक्टर हे गॅलियम नायट्राइड सेमीकंडक्टरला पूरक असण्याचा फायदा देतात. SiC उपकरणांची उच्च रूपांतरण कार्यक्षमता, कमी उष्णता निर्माण करण्याची क्षमता, हलके वजन आणि इतर फायद्यांमुळे, डाउनस्ट्रीम उद्योगाची मागणी सतत वाढत आहे आणि SiO2 उपकरणांची जागा घेण्याचा कल दिसून येत आहे.
पोस्ट करण्याची वेळ: १६ जून २०२३