ତୃତୀୟ ପିଢ଼ିର ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ପୃଷ୍ଠ -SiC (ସିଲିକନ୍ କାର୍ବାଇଡ୍) ଉପକରଣ ଏବଂ ସେମାନଙ୍କର ପ୍ରୟୋଗ

ଏକ ନୂତନ ପ୍ରକାରର ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସାମଗ୍ରୀ ଭାବରେ, SiC ଏହାର ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ ଏବଂ ବୈଦ୍ୟୁତିକ ଗୁଣ ଯୋଗୁଁ କ୍ଷୁଦ୍ର-ତରଙ୍ଗଦୈର୍ଘ୍ୟ ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଉପକରଣ, ଉଚ୍ଚ ତାପମାତ୍ରା ଉପକରଣ, ବିକିରଣ ପ୍ରତିରୋଧ ଉପକରଣ ଏବଂ ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି/ଉଚ୍ଚ ଶକ୍ତି ଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଉପକରଣ ନିର୍ମାଣ ପାଇଁ ସବୁଠାରୁ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଅର୍ଦ୍ଧପରିବାହୀ ସାମଗ୍ରୀ ପାଲଟିଛି। ବିଶେଷକରି ଯେତେବେଳେ ଅତ୍ୟନ୍ତ ଏବଂ କଠୋର ପରିସ୍ଥିତିରେ ପ୍ରୟୋଗ କରାଯାଏ, SiC ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକର ଗୁଣ Si ଉପକରଣ ଏବଂ GaA ଉପକରଣ ଅପେକ୍ଷା ବହୁତ ଅଧିକ। ତେଣୁ, SiC ଉପକରଣ ଏବଂ ବିଭିନ୍ନ ପ୍ରକାରର ସେନ୍ସର ଧୀରେ ଧୀରେ ପ୍ରମୁଖ ଉପକରଣ ମଧ୍ୟରୁ ଗୋଟିଏ ହୋଇଗଲାଣି, ଯାହା ଏକ ଅଧିକରୁ ଅଧିକ ଗୁରୁତ୍ୱପୂର୍ଣ୍ଣ ଭୂମିକା ଗ୍ରହଣ କରୁଛି।

୧୯୮୦ ଦଶକରୁ, ବିଶେଷକରି ୧୯୮୯ ମସିହାରୁ ଯେତେବେଳେ ପ୍ରଥମ SiC ସବଷ୍ଟ୍ରେଟ୍ ୱେଫର ବଜାରରେ ପ୍ରବେଶ କରିଥିଲା, ସେବେଠାରୁ SiC ଡିଭାଇସ୍ ଏବଂ ସର୍କିଟ୍ ଦ୍ରୁତ ଗତିରେ ବିକଶିତ ହୋଇଛି। ଆଲୋକ-ନିର୍ଗମନକାରୀ ଡାୟୋଡ୍, ଉଚ୍ଚ-ଆବୃତ୍ତି ଉଚ୍ଚ-ଶକ୍ତି ଏବଂ ଉଚ୍ଚ-ଭୋଲଟେଜ୍ ଡିଭାଇସ୍ ଭଳି କିଛି କ୍ଷେତ୍ରରେ, SiC ଡିଭାଇସ୍ ବ୍ୟାପକ ଭାବରେ ବାଣିଜ୍ୟିକ ଭାବରେ ବ୍ୟବହୃତ ହୋଇଛି। ବିକାଶ ଦ୍ରୁତ। ପ୍ରାୟ ୧୦ ବର୍ଷର ବିକାଶ ପରେ, SiC ଡିଭାଇସ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ବାଣିଜ୍ୟିକ ଡିଭାଇସ୍ ନିର୍ମାଣ କରିବାକୁ ସକ୍ଷମ ହୋଇଛି। କ୍ରି ଦ୍ୱାରା ପ୍ରତିନିଧିତ୍ୱ କରାଯାଇଥିବା ଅନେକ କମ୍ପାନୀ SiC ଡିଭାଇସ୍ ର ବାଣିଜ୍ୟିକ ଉତ୍ପାଦ ପ୍ରଦାନ କରିବା ଆରମ୍ଭ କରିଛନ୍ତି। ଘରୋଇ ଗବେଷଣା ପ୍ରତିଷ୍ଠାନ ଏବଂ ବିଶ୍ୱବିଦ୍ୟାଳୟଗୁଡ଼ିକ ମଧ୍ୟ SiC ସାମଗ୍ରୀ ଅଭିବୃଦ୍ଧି ଏବଂ ଡିଭାଇସ୍ ଉତ୍ପାଦନ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟାରେ ସନ୍ତୋଷଜନକ ସଫଳତା ହାସଲ କରିଛନ୍ତି। ଯଦିଓ SiC ସାମଗ୍ରୀର ଭୌତିକ ଏବଂ ରାସାୟନିକ ଗୁଣ ବହୁତ ଉନ୍ନତ, ଏବଂ SiC ଡିଭାଇସ୍ ପ୍ରଯୁକ୍ତିବିଦ୍ୟା ମଧ୍ୟ ପରିପକ୍ୱ, କିନ୍ତୁ SiC ଡିଭାଇସ୍ ଏବଂ ସର୍କିଟ୍ ର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଉତ୍କୃଷ୍ଟ ନୁହେଁ। SiC ସାମଗ୍ରୀ ଏବଂ ଡିଭାଇସ୍ ପ୍ରକ୍ରିୟା ସହିତ ନିରନ୍ତର ଉନ୍ନତ କରିବାକୁ ପଡିବ। S5C ଡିଭାଇସ୍ ଗଠନକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରି କିମ୍ବା ନୂତନ ଡିଭାଇସ୍ ଗଠନ ପ୍ରସ୍ତାବ ଦେଇ SiC ସାମଗ୍ରୀର କିପରି ଲାଭ ଉଠାଇବେ ସେ ବିଷୟରେ ଅଧିକ ପ୍ରୟାସ କରାଯିବା ଉଚିତ।

ବର୍ତ୍ତମାନ। SiC ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ଗବେଷଣା ମୁଖ୍ୟତଃ ବିଚ୍ଛିନ୍ନ ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକ ଉପରେ ଧ୍ୟାନ କେନ୍ଦ୍ରିତ କରେ। ପ୍ରତ୍ୟେକ ପ୍ରକାରର ଡିଭାଇସ୍ ଗଠନ ପାଇଁ, ପ୍ରାରମ୍ଭିକ ଗବେଷଣା ହେଉଛି ଡିଭାଇସ୍ ଗଠନକୁ ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ ନକରି କେବଳ ସମ୍ପୃକ୍ତ Si କିମ୍ବା GaAs ଡିଭାଇସ୍ ଗଠନକୁ SiC ରେ ପ୍ରତିରୋପଣ କରିବା। ଯେହେତୁ SiC ର ଆଭ୍ୟନ୍ତରୀଣ ଅକ୍ସାଇଡ୍ ସ୍ତର Si ସହିତ ସମାନ, ଯାହା SiO2, ଏହାର ଅର୍ଥ ହେଉଛି ଯେ ଅଧିକାଂଶ Si ଡିଭାଇସ୍, ବିଶେଷକରି m-pa ଡିଭାଇସ୍, SiC ରେ ନିର୍ମିତ ହୋଇପାରିବ। ଯଦିଓ ଏହା କେବଳ ଏକ ସରଳ ପ୍ରତିରୋପଣ, ପ୍ରାପ୍ତ ହୋଇଥିବା କିଛି ଡିଭାଇସ୍ ସନ୍ତୋଷଜନକ ଫଳାଫଳ ହାସଲ କରିଛି, ଏବଂ କିଛି ଡିଭାଇସ୍ ପୂର୍ବରୁ କାରଖାନା ବଜାରରେ ପ୍ରବେଶ କରିସାରିଛି।

SiC ଅପ୍ଟୋଇଲେକ୍ଟ୍ରୋନିକ୍ ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ, ବିଶେଷକରି ନୀଳ ଆଲୋକ ନିର୍ଗମନକାରୀ ଡାୟୋଡ୍ (BLU-ରେ leds), 1990 ଦଶକର ପ୍ରାରମ୍ଭରେ ବଜାରରେ ପ୍ରବେଶ କରିଛି ଏବଂ ଏହା ପ୍ରଥମ ବହୁଳ ଉତ୍ପାଦିତ SiC ଉପକରଣ। ଉଚ୍ଚ ଭୋଲଟେଜ୍ SiC ସ୍କୋଟକି ଡାୟୋଡ୍, SiC RF ପାୱାର ଟ୍ରାଞ୍ଜିଷ୍ଟର, SiC MOSFET ଏବଂ mesFET ମଧ୍ୟ ବାଣିଜ୍ୟିକ ଭାବରେ ଉପଲବ୍ଧ। ନିଶ୍ଚିତ ଭାବରେ, ଏହି ସମସ୍ତ SiC ଉତ୍ପାଦଗୁଡ଼ିକର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା SiC ସାମଗ୍ରୀର ସୁପର ଗୁଣବତ୍ତା ସହିତ ଖେଳିବାଠାରୁ ବହୁତ ଦୂରରେ, ଏବଂ SiC ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର ଶକ୍ତିଶାଳୀ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ଏବେ ବି ଗବେଷଣା ଏବଂ ବିକଶିତ କରିବାକୁ ପଡିବ। ଏପରି ସରଳ ପ୍ରତିରୋପଣ ପ୍ରାୟତଃ SiC ସାମଗ୍ରୀର ସୁବିଧାକୁ ସମ୍ପୂର୍ଣ୍ଣ ଭାବରେ ବ୍ୟବହାର କରିପାରିବ ନାହିଁ। SiC ଡିଭାଇସର କିଛି ସୁବିଧା କ୍ଷେତ୍ରରେ ମଧ୍ୟ। ପ୍ରାରମ୍ଭରେ ନିର୍ମିତ କିଛି SiC ଉପକରଣଗୁଡ଼ିକ ସମ୍ପୃକ୍ତ Si କିମ୍ବା CaA ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତା ସହିତ ମେଳ ଖାଇପାରିବ ନାହିଁ।

SiC ସାମଗ୍ରୀର ଗୁଣବତ୍ତାର ସୁବିଧାକୁ SiC ଡିଭାଇସର ସୁବିଧାରେ ଭଲ ଭାବରେ ରୂପାନ୍ତରିତ କରିବା ପାଇଁ, ଆମେ ବର୍ତ୍ତମାନ ଡିଭାଇସ୍ ନିର୍ମାଣ ପ୍ରକ୍ରିୟା ଏବଂ ଡିଭାଇସ୍ ଗଠନକୁ କିପରି ଅପ୍ଟିମାଇଜ୍ କରାଯାଇପାରିବ କିମ୍ବା SiC ଡିଭାଇସଗୁଡ଼ିକର କାର୍ଯ୍ୟ ଏବଂ କାର୍ଯ୍ୟଦକ୍ଷତାକୁ ଉନ୍ନତ କରିବା ପାଇଁ ନୂତନ ଗଠନ ଏବଂ ନୂତନ ପ୍ରକ୍ରିୟା ବିକଶିତ କରିବା ସେ ବିଷୟରେ ଅଧ୍ୟୟନ କରୁଛୁ।