ଏକ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ହେଉଛି ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଏକକ-ସ୍ଫଟିକ ପତଳା ଫିଲ୍ମ ଯାହା ଏକ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ମାଧ୍ୟମରେ ଏକ ୱାଫର ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ବୃଦ୍ଧି କରାଯାଏ; ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱାଫର ଏବଂ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଫିଲ୍ମକୁ ମିଳିତ ଭାବରେ ଏକ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ଭାବରେ କୁହାଯାଏ। ଏଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ, ଏକ ପରିବାହୀ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ଏକ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ବୃଦ୍ଧି କରିବା ଦ୍ୱାରା ଏକ ସମଜାତୀୟ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର ଉତ୍ପାଦନ ହୁଏ, ଯାହାକୁ ଆହୁରି Schottky ଡାୟୋଡ୍, MOSFETs ଏବଂ IGBTs ଭଳି ପାୱାର ଡିଭାଇସରେ ତିଆରି କରାଯାଇପାରିବ। ସର୍ବାଧିକ ବ୍ୟବହୃତ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପ୍ରକାର ହେଉଛି 4H-SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍।
ଯେହେତୁ ପ୍ରାୟତଃ ସମସ୍ତ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରଗୁଡ଼ିକରେ ତିଆରି ହୋଇଥାଏ, ତେଣୁ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରର ଗୁଣବତ୍ତା ଡିଭାଇସ୍ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଉପରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ପ୍ରଭାବ ପକାଇଥାଏ। ତଥାପି, ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତରର ଗୁଣବତ୍ତା ସ୍ଫଟିକ ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟାକରଣ ଦ୍ୱାରା ପ୍ରଭାବିତ ହୋଇଥାଏ, ଏହାକୁ ଶିଳ୍ପରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ମୋଡ଼ରେ ରଖେ ଏବଂ ଏହାର ବିକାଶରେ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରେ।
ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବାର ପ୍ରାଥମିକ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ: ବାଷ୍ପ ଜମା; ତରଳ ପର୍ଯ୍ୟାୟ ଏପିଟାକ୍ସୀ (LPE); ଆଣବିକ ବିମ୍ ଏପିଟାକ୍ସୀ (MBE); ଏବଂ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (CVD)। ଏଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ, ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (CVD) ହେଉଛି 4H-SiC ସମଜାତୀୟ ଏପିଟାକ୍ସୀ ପାଇଁ ସର୍ବାଧିକ ବ୍ୟବହୃତ ପଦ୍ଧତି। 4H-SiC CVD ଏପିଟାକ୍ସୀ ସାଧାରଣତଃ CVD ଉପକରଣ ନିଯୁକ୍ତ କରେ, ଯାହା ଉଚ୍ଚ ବୃଦ୍ଧି ତାପମାତ୍ରାରେ 4H-SiC ସ୍ଫଟିକ ଗଠନର ନିରନ୍ତରତା ସୁନିଶ୍ଚିତ କରେ।
CVD ଉପକରଣରେ, ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍କୁ ସିଧାସଳଖ ଧାତୁ ପୃଷ୍ଠରେ ରଖାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ କିମ୍ବା ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଜମା ପାଇଁ କେବଳ ଏକ ଆଧାର ଉପରେ ରଖାଯାଇପାରିବ ନାହିଁ, କାରଣ ଏଥିରେ ଗ୍ୟାସ୍ ପ୍ରବାହ ଦିଗ (ଭୂଭାଗ୍ୟ, ଭୂଲମ୍ବ), ତାପମାତ୍ରା, ଚାପ, ସ୍ଥିରୀକରଣ ଏବଂ କଣିକା ଛାଡ଼ିବାରୁ ପ୍ରଦୂଷଣ ଭଳି ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ କାରଣ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ତେଣୁ, ଏକ ସମର୍ଥନ ଆଧାର ଆବଶ୍ୟକ; ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍କୁ ଏକ ଟ୍ରେ ଉପରେ ରଖାଯାଇଥାଏ, ଏବଂ ତା’ପରେ CVD ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ବ୍ୟବହାର କରି ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଜମା କରାଯାଏ। ଏହି ସମର୍ଥନ ଆଧାର ହେଉଛି ଏକ SiC-ଆବରଣୀୟ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଆଧାର।
ଏକ ମୁଖ୍ୟ ଉପାଦାନ ଭାବରେ, ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉଚ୍ଚ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ଶକ୍ତି ଏବଂ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ମଡ୍ୟୁଲ୍ସ, ଏବଂ ଭଲ ତାପଜ ଆଘାତ ଏବଂ କ୍ଷୟ ପ୍ରତିରୋଧକତା ବହନ କରେ। ତଥାପି, ଉତ୍ପାଦନ ସମୟରେ, ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କ୍ଷୟକାରୀ ଗ୍ୟାସ୍ ଏବଂ ଅବଶିଷ୍ଟ ଅର୍ଗାନୋମେଟାଲିକ୍ ଯୌଗିକ ଯୋଗୁଁ କ୍ଷୟ ଏବଂ ପାଉଡର ସେଡିଂର ସମ୍ମୁଖୀନ ହୁଏ, ଯାହା ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ର ସେବା ଜୀବନକୁ ଉଲ୍ଲେଖନୀୟ ଭାବରେ ହ୍ରାସ କରେ। ସେହି ସମୟରେ, ସେଡ୍ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ପାଉଡର ଚିପ୍ସକୁ ଦୂଷିତ କରିପାରେ। ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ୱେଫର୍ସ ଉତ୍ପାଦନରେ, ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସାମଗ୍ରୀ ପାଇଁ ସର୍ବଦା କଠୋର ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରିବା କ୍ରମଶଃ କଷ୍ଟକର ହୋଇପଡୁଛି, ଯାହା ସେମାନଙ୍କର ବିକାଶ ଏବଂ ବ୍ୟବହାରିକ ପ୍ରୟୋଗକୁ ଗୁରୁତର ଭାବରେ ସୀମିତ କରୁଛି। ଫଳସ୍ୱରୂପ,ଆବରଣ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାଏକ ସମାଧାନ ଭାବରେ ଉଭା ହୋଇଛି।
ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର ଶିଳ୍ପରେ SiC ଆବରଣର ଲାଭ
ଆବରଣର ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ଏବଂ କ୍ଷୟ ପ୍ରତିରୋଧ ପାଇଁ କଠୋର ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରିବା ଆବଶ୍ୟକ, କାରଣ ଏଗୁଡ଼ିକ ସିଧାସଳଖ ଉତ୍ପାଦ ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ଜୀବନକାଳକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। SiC ସାମଗ୍ରୀରେ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି, ଉଚ୍ଚ କଠୋରତା, କମ୍ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ ଏବଂ ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ତାପଜ ପରିବାହିତା ରହିଛି, ଯାହା ଏହାକୁ ଏକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ଗଠନାତ୍ମକ ଏବଂ ଅର୍ଦ୍ଧଚାଳକ ସାମଗ୍ରୀ କରିଥାଏ। ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଉପରେ ପ୍ରୟୋଗ କଲେ, ଏହାର ସୁବିଧାଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ:
୧) SiC କ୍ଷୟ-ପ୍ରତିରୋଧୀ ଏବଂ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ କୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ଘେରିପାରେ। ଏହାର ଉଚ୍ଚ ଘନତା କ୍ଷୟକାରୀ ଗ୍ୟାସ୍ ରୁ କ୍ଷତିକୁ ରୋକିଥାଏ।
2) SiC ର ଉଚ୍ଚ ତାପଜ ପରିବାହୀତା ଏବଂ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସହିତ ଦୃଢ଼ ବନ୍ଧନ ଶକ୍ତି ଅଛି, ଯାହା ନିଶ୍ଚିତ କରେ ଯେ ବାରମ୍ବାର ଉଚ୍ଚ-ନିମ୍ନ ତାପମାତ୍ରା ଚକ୍ର ପରେ ମଧ୍ୟ ଆବରଣ ଅକ୍ଷୁର୍ଣ୍ଣ ରହିବ।
3) SiC ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ରାସାୟନିକ ସ୍ଥିରତା ରଖେ, ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ, କ୍ଷୟକାରୀ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ଆବରଣ ବିଫଳତାକୁ ରୋକିଥାଏ।
ଏହା ବ୍ୟତୀତ, ବିଭିନ୍ନ ସାମଗ୍ରୀରେ ତିଆରି ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ପାଇଁ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟକରଣ ସହିତ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଟ୍ରେ ଆବଶ୍ୟକ। ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସାମଗ୍ରୀର ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଫର୍ଣ୍ଣେସ୍ ର ବୃଦ୍ଧି ତାପମାତ୍ରା ସହିତ ସୁସଙ୍ଗତ ହେବା ଆବଶ୍ୟକ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଏପିଟାକ୍ସିର ବୃଦ୍ଧି ତାପମାତ୍ରା ଅଧିକ ହୋଇଥିବାରୁ, ଉଚ୍ଚ ଡିଗ୍ରୀ ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ ମେଳ ଖାଉଥିବା ଟ୍ରେ ଆବଶ୍ୟକ। SiC ର ତାପଜ ପ୍ରସାରଣ ଗୁଣାଙ୍କ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଠାରୁ ବହୁତ କମ୍ ଭିନ୍ନ, ଏହାକୁ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ର ପୃଷ୍ଠ ଆବରଣ ପାଇଁ ପସନ୍ଦିତ ସାମଗ୍ରୀ କରିଥାଏ।
SiC ବହୁବିଧ ସ୍ଫଟିକ ରୂପରେ ବିଦ୍ୟମାନ, ବର୍ତ୍ତମାନ ସବୁଠାରୁ ସାଧାରଣ ହେଉଛି 3C, 4H, ଏବଂ 6H ପ୍ରକାର, ପ୍ରତ୍ୟେକଟି ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରୟୋଗ ପାଇଁ ସେବା ପ୍ରଦାନ କରେ। ଉଦାହରଣ ସ୍ୱରୂପ, 4H-SiC ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଉପକରଣ ନିର୍ମାଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ; 6H-SiC ସବୁଠାରୁ ସ୍ଥିର ଏବଂ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଉପକରଣ ନିର୍ମାଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ; ଏବଂ 3C-SiC, GaN ସହିତ ଏହାର ଗଠନମୂଳକ ସମାନତା ଯୋଗୁଁ, SiC-GaN RF ଉପକରଣ ନିର୍ମାଣ ପାଇଁ GaN ଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ସ୍ତର ଉତ୍ପାଦନ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। 3C-SiC କୁ ସାଧାରଣତଃ β-SiC ମଧ୍ୟ କୁହାଯାଏ। β-SiC ର ଏକ ପ୍ରମୁଖ ପ୍ରୟୋଗ ହେଉଛି ଏକ ପତଳା-ଫିଲ୍ମ ଏବଂ ଆବରଣ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ; ଫଳସ୍ୱରୂପ, β-SiC ବର୍ତ୍ତମାନ ଆବରଣ ପାଇଁ ବ୍ୟବହୃତ ପ୍ରାଥମିକ ସାମଗ୍ରୀ।
ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଉତ୍ପାଦନରେ ଏକ ସାଧାରଣ ବ୍ୟବହାରଯୋଗ୍ୟ ଦ୍ରବ୍ୟ ଭାବରେ, SiC ଆବରଣ ମୁଖ୍ୟତଃ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପ୍ରସ୍ତୁତି, ଏପିଟାକ୍ସି, ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ଏବଂ ପ୍ରସାରଣ, ଏଚିଂ ଏବଂ ଆୟନ୍ ଇମ୍ପ୍ଲାଣ୍ଟେସନ୍ ଭଳି ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ। ଆବରଣର ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣଗୁଡ଼ିକ ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ ପ୍ରତିରୋଧ ଏବଂ କ୍ଷରଣ ପ୍ରତିରୋଧ ପାଇଁ କଠୋର ଆବଶ୍ୟକତା ପୂରଣ କରିବା ଉଚିତ, କାରଣ ଏଗୁଡ଼ିକ ସିଧାସଳଖ ଉତ୍ପାଦ ଉତ୍ପାଦନ ଏବଂ ଜୀବନକାଳକୁ ପ୍ରଭାବିତ କରେ। ଫଳସ୍ୱରୂପ, SiC ଆବରଣ ପ୍ରସ୍ତୁତି ଅତ୍ୟନ୍ତ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ।
ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଆବରଣ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପ୍ରକ୍ରିୟା
ବର୍ତ୍ତମାନ, SiC ଆବରଣ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବାର ପ୍ରାଥମିକ ପଦ୍ଧତିଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟରେ ସୋଲ-ଜେଲ୍ ପଦ୍ଧତି, ଏମ୍ବେଡିଂ ପଦ୍ଧତି, ବ୍ରଶ୍ ଆବରଣ, ପ୍ଲାଜ୍ମା ସ୍ପ୍ରେ କରିବା, ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (CVR), ଏବଂ ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (CVD) ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ।
ଏମ୍ବେଡିଂ ପଦ୍ଧତି
ଏହି ପଦ୍ଧତି ଏକ ପ୍ରକାରର ଉଚ୍ଚ-ତାପମାନ କଠିନ-ଅବସ୍ଥା ସିଣ୍ଟରିଂ। ଏହା ମୁଖ୍ୟତଃ ସିଲିକନ୍ (Si) ପାଉଡର ଏବଂ କାର୍ବନ (C) ପାଉଡରର ମିଶ୍ରଣକୁ ଏମ୍ବେଡିଂ ପାଉଡର ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରେ। ଏକ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ଏମ୍ବେଡିଂ ପାଉଡର ମଧ୍ୟରେ ରଖାଯାଏ ଏବଂ ଏକ ନିଷ୍କ୍ରିୟ ଗ୍ୟାସ୍ ବାୟୁମଣ୍ଡଳରେ ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ ସିଣ୍ଟର କରାଯାଏ, ଶେଷରେ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପୃଷ୍ଠରେ ଏକ SiC ଆବରଣ ଗଠନ କରେ। ଏହି ପଦ୍ଧତିରେ ଏକ ସରଳ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଏବଂ ଆବରଣ ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ମଧ୍ୟରେ ଭଲ ଆପୋଷକରଣ ଦେଖାଯାଏ; ତଥାପି, ଆବରଣ ଘନତା ଦିଗରେ ଦୁର୍ବଳ ସମାନତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ ଏବଂ ଅନେକ ଛିଦ୍ର ବିକାଶ କରିବାର ସମ୍ଭାବନା ଥାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଖରାପ ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ପ୍ରତିରୋଧ ସୃଷ୍ଟି ହୁଏ।
ବ୍ରଶ୍ ଆବରଣ ପଦ୍ଧତି
ବ୍ରଶ୍ ଆବରଣ ପଦ୍ଧତିରେ ମୁଖ୍ୟତଃ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ର ପୃଷ୍ଠରେ ତରଳ କଞ୍ଚାମାଲ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ, ତା’ପରେ ଏକ ନିର୍ଦ୍ଦିଷ୍ଟ ତାପମାତ୍ରାରେ ସାମଗ୍ରୀକୁ କ୍ୱୋର କରି ଆବରଣ ଗଠନ କରାଯାଏ। ଏହି ପଦ୍ଧତି ସରଳ ଏବଂ କମ ଖର୍ଚ୍ଚରେ କାର୍ଯ୍ୟକାରୀ ହୁଏ; ତଥାପି, ଫଳସ୍ୱରୂପ ଆବରଣ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ରେ ଦୁର୍ବଳ ଆବଦ୍ଧତା, ଦୁର୍ବଳ ସମାନତା ପ୍ରଦର୍ଶନ କରେ ଏବଂ କମ୍ ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ପ୍ରତିରୋଧ ସହିତ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ପତଳା ହୋଇଥାଏ, ଯାହା ପାଇଁ ପରିପୂରକ ପଦ୍ଧତି ଆବଶ୍ୟକ ହୁଏ।
ପ୍ଲାଜ୍ମା ସ୍ପ୍ରେ କରିବା ପଦ୍ଧତି
ପ୍ଲାଜ୍ମା ସ୍ପ୍ରେ କରିବା ପଦ୍ଧତିରେ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟର ପୃଷ୍ଠରେ ତରଳ କିମ୍ବା ଅର୍ଦ୍ଧ-ତରଳିତ କଞ୍ଚାମାଲ ସ୍ପ୍ରେ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ପ୍ଲାଜ୍ମା ବନ୍ଧୁକ ବ୍ୟବହାର କରାଯାଏ, ଯାହା ପରେ କଠିନ ହୋଇ ଏକ ଆବରଣ ଗଠନ ପାଇଁ ବନ୍ଧନ ହୁଏ। ଏହି ପଦ୍ଧତି କାର୍ଯ୍ୟ କରିବା ସହଜ ଏବଂ ଏହା ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଘନ ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍ ଆବରଣ ଉତ୍ପାଦନ କରିପାରିବ; ତଥାପି, ପରିଣାମସ୍ୱରୂପ ଆବରଣ ପ୍ରାୟତଃ ଅତ୍ୟଧିକ ପତଳା ହୋଇଥାଏ, ଯାହା ଫଳରେ ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ପ୍ରତିରୋଧ ଦୁର୍ବଳ ହୋଇଥାଏ। ତେଣୁ, ଆବରଣ ଗୁଣବତ୍ତା ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ଏହାକୁ ସାଧାରଣତଃ SiC କମ୍ପୋଜିଟ୍ ଆବରଣ ପ୍ରସ୍ତୁତିରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ।
ଜେଲ୍-ସୋଲ୍ ପଦ୍ଧତି
ଜେଲ-ସୋଲ ପଦ୍ଧତିରେ ମୁଖ୍ୟତଃ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପୃଷ୍ଠକୁ ଆବରଣ କରିବା ପାଇଁ ଏକ ସମାନ, ସ୍ୱଚ୍ଛ ସୋଲ ଦ୍ରବଣ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରାଯାଏ। ଜେଲରେ ଶୁଖିବା ପରେ, ଆବରଣ ଗଠନ କରିବା ପାଇଁ ସାମଗ୍ରୀକୁ ସିଣ୍ଟର କରାଯାଏ। ଏହି ପଦ୍ଧତି ବ୍ୟବହାର କରିବାକୁ ସହଜ ଏବଂ ତୁଳନାତ୍ମକ ଭାବରେ କମ ମୂଲ୍ୟର; ତଥାପି, ଫଳସ୍ୱରୂପ ଆବରଣଗୁଡ଼ିକ କମ୍ ତାପଜ ଆଘାତ ପ୍ରତିରୋଧ ଏବଂ ଫାଟିବାର ପ୍ରବୃତ୍ତି ଭଳି ଅସୁବିଧାରୁ ଗ୍ରସ୍ତ ହୁଏ, ଯାହା ସେମାନଙ୍କର ବ୍ୟାପକ ପ୍ରୟୋଗକୁ ସୀମିତ କରେ।
ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା (CVR) ପଦ୍ଧତି
CVR ମୁଖ୍ୟତଃ Si ଏବଂ SiO₂ ପାଉଡର ବ୍ୟବହାର କରି ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରାରେ SiO₂ ବାଷ୍ପ ସୃଷ୍ଟି କରେ, ଯାହା Si ସବଷ୍ଟ୍ରେଟର ପୃଷ୍ଠରେ ଏକ ଶୃଙ୍ଖଳା ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ସୃଷ୍ଟି କରି ଏକ SiC ଆବରଣ ସୃଷ୍ଟି କରେ। ଏହି ପଦ୍ଧତି ଦ୍ୱାରା ଉତ୍ପାଦିତ SiC ଆବରଣ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ ସହିତ ଦୃଢ଼ ଭାବରେ ଜଡିତ ହୁଏ; ତଥାପି, ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ତାପମାତ୍ରା ଅଧିକ, ଏବଂ ମୂଲ୍ୟ ମଧ୍ୟ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଅଧିକ।
ରାସାୟନିକ ବାଷ୍ପ ଜମା (CVD)
CVD ବର୍ତ୍ତମାନ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପୃଷ୍ଠରେ SiC ଆବରଣ ପ୍ରସ୍ତୁତ କରିବା ପାଇଁ ପ୍ରାଥମିକ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା। ମୁଖ୍ୟ ପ୍ରକ୍ରିୟାରେ ଗ୍ୟାସୀୟ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାକାରୀ ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପୃଷ୍ଠ ମଧ୍ୟରେ ଭୌତିକ ରାସାୟନିକ ପ୍ରତିକ୍ରିୟାର ଏକ ଶୃଙ୍ଖଳା ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ, ଯାହା ଶେଷରେ ଏକ SiC ଆବରଣ ଜମା କରିଥାଏ। CVD ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଦ୍ୱାରା ଉତ୍ପାଦିତ SiC ଆବରଣ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ପୃଷ୍ଠ ସହିତ ଦୃଢ଼ ଭାବରେ ବନ୍ଧନ କରିଥାଏ ଏବଂ ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ସାମଗ୍ରୀର ଅକ୍ସିଡେସନ୍ ପ୍ରତିରୋଧ ଏବଂ ଆବଲେସନ୍ ପ୍ରତିରୋଧକୁ ପ୍ରଭାବଶାଳୀ ଭାବରେ ଉନ୍ନତ କରିପାରିବ; ତଥାପି, ଏହି ପଦ୍ଧତି ପାଇଁ ଏକ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ଲମ୍ବା ଜମା ସମୟ ଆବଶ୍ୟକ, ଏବଂ ପ୍ରତିକ୍ରିୟା ଗ୍ୟାସଗୁଡ଼ିକରେ କିଛି ବିଷାକ୍ତ ଉପାଦାନ ଥାଏ।
SiC କୋଟିଂରେ ଧାରା
SiC ଆବରଣଗୁଡ଼ିକ ମୁଖ୍ୟତଃ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ଉତ୍ପାଦନରେ ଉପଭୋଗ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୁଏ, ଯେଉଁଥିରେ ଆବରଣ ସମାନତା, ତାପଜ ବିସ୍ତାରର ଗୁଣାଙ୍କ ଏବଂ ତାପଜ ବାହକତା ସମେତ ପ୍ରମୁଖ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ମାପଦଣ୍ଡ ଅନ୍ତର୍ଭୁକ୍ତ। ଚୀନରେ SiC ଆବରଣ ପାଇଁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଘରୋଇ ଚାହିଦା ଥିବା ବେଳେ, ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ଅପରିପକ୍ୱ ରହିଛି। ବିଦେଶରେ, କେବଳ ଗୋଟିଏ ଆମେରିକୀୟ କମ୍ପାନୀ ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ କାର୍ଯ୍ୟ କରେ, ଏବଂ ଏହାର ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକ ଅପେକ୍ଷାକୃତ ମହଙ୍ଗା।
କ୍ରିଷ୍ଟାଲ୍ ଡଙ୍ଗାଏପିଟାକ୍ସିଆଲ୍ ଉତ୍ପାଦନରେ ବ୍ୟବହୃତ ଉପଭୋଗ୍ୟ ସାମଗ୍ରୀ ଯାହା SiC- ଆବୃତ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍କୁ ବଦଳାଇପାରେ, ଯଦିଓ ବଜାର ପରିମାଣ କମ୍। ପରବର୍ତ୍ତୀ ହେଉଛି TaC- ଆବୃତ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍, ଯାହା ଖାଲି ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ କିମ୍ବା SiC- ଆବୃତ ଗ୍ରାଫାଇଟ୍ ଅପେକ୍ଷା ଉତ୍ତମ ରାସାୟନିକ କ୍ଷୋଭ ପ୍ରତିରୋଧ ପ୍ରଦାନ କରେ, କିନ୍ତୁ ଏହା ଅତ୍ୟନ୍ତ ମହଙ୍ଗା ଏବଂ ଏପର୍ଯ୍ୟନ୍ତ ବିକାଶର ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ପର୍ଯ୍ୟାୟରେ ଅଛି। ବର୍ତ୍ତମାନ, ଘରୋଇ କମ୍ପାନୀଗୁଡ଼ିକ ଯେପରିକିଲିଉଫାଙ୍ଗ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର |, ସେମିସେରା, ଏବଂଭେଟେକ୍ ସେମିକଣ୍ଡକ୍ଟର୍ଏହି କ୍ଷେତ୍ରରେ ଗବେଷଣା ଏବଂ ବିକାଶ କାର୍ଯ୍ୟରେ ନିୟୋଜିତ ଅଛନ୍ତି।
ପୋଷ୍ଟ ସମୟ: ମଇ-୨୦-୨୦୨୬