اوس مهال،سیلیکون کاربایډ (SiC)د تودوخې له پلوه چلونکی سیرامیک مواد دی چې په فعاله توګه په کور دننه او بهر کې مطالعه کیږي. د SiC تیوریکي حرارتي چالکتیا ډیره لوړه ده، او ځینې کرسټال بڼې کولی شي 270W/mK ته ورسیږي، کوم چې دمخه د غیر چلونکي موادو په منځ کې مخکښ دی. د مثال په توګه، د SiC حرارتي چالکتیا کارول د سیمیکمډکټر وسیلو په سبسټریټ موادو، د لوړ حرارتي چالکتیا سیرامیک موادو، د سیمیکمډکټر پروسس لپاره هیټرونو او تودوخې پلیټونو، د اټومي سونګ لپاره کیپسول موادو، او د کمپرسور پمپونو لپاره د ګاز سیل کولو حلقو کې لیدل کیدی شي.
دسیلیکون کاربایډپه نیمهسیمهییز ډګر کې
د سیلیکون ویفر تولید لپاره د ګرینډینګ ډیسکونه او فکسچرونه د سیمیکمډکټر صنعت کې د سیلیکون ویفر تولید لپاره مهم پروسس تجهیزات دي. که چیرې د ګرینډینګ ډیسک د کاسټ اوسپنې یا کاربن فولاد څخه جوړ شوی وي، نو د هغې د خدمت ژوند لنډ دی او د تودوخې پراختیا کوفیشینټ یې لوی دی. د سیلیکون ویفرونو پروسس کولو پرمهال، په ځانګړي توګه د لوړ سرعت ګرینډینګ یا پالش کولو پرمهال، د ګرینډینګ ډیسک د اغوستلو او تودوخې خرابوالي له امله، د سیلیکون ویفر فلیټنس او موازي تضمین کول ګران دي. د ګرینډینګ ډیسک دد سیلیکون کاربایډ سیرامیکونهد لوړ سختۍ له امله ټیټ اغوستل لري، او د تودوخې پراختیا کوفیشینټ یې اساسا د سیلیکون ویفرونو سره ورته دی، نو دا په لوړ سرعت سره ځمکه او پالش کیدی شي.
سربیره پردې، کله چې سیلیکون ویفرونه تولید کیږي، دوی اړتیا لري چې د لوړې تودوخې تودوخې درملنې څخه تیر شي او ډیری وختونه د سیلیکون کاربایډ فکسچرونو په کارولو سره لیږدول کیږي. دوی د تودوخې مقاومت لرونکي او غیر ویجاړونکي دي. د الماس په څیر کاربن (DLC) او نور پوښونه په سطح باندې پلي کیدی شي ترڅو فعالیت لوړ کړي، د ویفر زیان کم کړي، او د ککړتیا خپریدو مخه ونیسي.
سربیره پردې، د دریم نسل د پراخه بینډ ګیپ سیمیکمډکټر موادو د استازي په توګه، د سیلیکون کاربایډ واحد کرسټال مواد ځانګړتیاوې لري لکه د لوی بینډ ګیپ پلنوالی (د Si په پرتله شاوخوا 3 ځله)، لوړ حرارتي چالکتیا (د Si په پرتله شاوخوا 3.3 ځله یا د GaA په پرتله 10 ځله)، د الکترون سنتریت لوړ مهاجرت کچه (د Si په پرتله شاوخوا 2.5 ځله) او د بریښنا لوړ ماتیدونکی ساحه (د Si په پرتله شاوخوا 10 ځله یا د GaA په پرتله 5 ځله). د SiC وسایل په عملي غوښتنلیکونو کې د دودیزو سیمیکمډکټر موادو وسیلو نیمګړتیاوې پوره کوي او په تدریجي ډول د بریښنا سیمیکمډکټرونو اصلي جریان کیږي.
د لوړ حرارتي چالکتیا لرونکي سیلیکون کاربایډ سیرامیکونو غوښتنه په ډراماتیک ډول لوړه شوې ده.
د ساینس او ټیکنالوژۍ د دوامداره پرمختګ سره، د سیمیکمډکټر په ساحه کې د سیلیکون کاربایډ سیرامیکونو د کارولو غوښتنه په ډراماتیک ډول لوړه شوې، او لوړ حرارتي چالکتیا د سیمیکمډکټر تولید تجهیزاتو اجزاو کې د هغې د کارولو لپاره یو مهم شاخص دی. له همدې امله، دا خورا مهمه ده چې د لوړ حرارتي چالکتیا سیلیکون کاربایډ سیرامیکونو په اړه څیړنه پیاوړې شي. د جالی اکسیجن مینځپانګه کمول، کثافت ښه کول، او په جالی کې د دوهم پړاو ویش په معقول ډول تنظیم کول د سیلیکون کاربایډ سیرامیکونو د حرارتي چالکتیا ښه کولو لپاره اصلي میتودونه دي.
اوس مهال، زما په هیواد کې د لوړ حرارتي چالکتیا سیلیکون کاربایډ سیرامیکونو په اړه لږې مطالعې شتون لري، او لاهم د نړۍ په کچه په پرتله لوی تشه شتون لري. د راتلونکي څیړنې لارښوونې پدې کې شاملې دي:
● د سیلیکون کاربایډ سیرامیک پوډر د چمتو کولو پروسې څیړنه پیاوړې کړئ. د لوړ پاکوالي، ټیټ اکسیجن سیلیکون کاربایډ پوډر چمتو کول د لوړ حرارتي چالکتیا سیلیکون کاربایډ سیرامیکونو د چمتو کولو اساس دی؛
● د سینټرینګ مرستو او اړوندو تیوریکي څیړنو انتخاب پیاوړی کول؛
● د لوړ پای سینټرینګ تجهیزاتو څیړنه او پراختیا پیاوړې کړئ. د مناسب مایکرو جوړښت ترلاسه کولو لپاره د سینټرینګ پروسې تنظیم کولو سره، دا د لوړ حرارتي چالکتیا سیلیکون کاربایډ سیرامیکونو ترلاسه کولو لپاره یو اړین شرط دی.
د سیلیکون کاربایډ سیرامیکونو د حرارتي چالکتیا د ښه کولو لپاره اقدامات
د SiC سیرامیکونو د حرارتي چالکتیا د ښه کولو کلیدي د فونون د خپریدو فریکونسۍ کمول او د فونون منځنۍ آزادې لارې زیاتول دي. د SiC حرارتي چالکتیا به په مؤثره توګه د SiC سیرامیکونو د پورسیت او د غلې دانې د حدودو کثافت کمولو، د SiC غلې دانې د حدودو پاکوالي ښه کولو، د SiC جالیو ناپاکۍ یا جالیو نیمګړتیاو کمولو، او په SiC کې د تودوخې جریان لیږدونکي کیریر زیاتولو سره ښه شي. اوس مهال، د سینټرینګ مرستې ډول او مینځپانګې اصلاح کول او د لوړې تودوخې تودوخې درملنه د SiC سیرامیکونو د حرارتي چالکتیا د ښه کولو لپاره اصلي اقدامات دي.
① د سینټرینګ مرستو ډول او محتوا اصلاح کول
د لوړ حرارتي چالکتیا لرونکي SiC سیرامیکونو چمتو کولو پرمهال ډیری وختونه د سینټرینګ مرستې اضافه کیږي. د دوی په مینځ کې ، د سینټرینګ مرستې ډول او مینځپانګه د SiC سیرامیکونو د تودوخې چالکتیا باندې لوی تاثیر لري. د مثال په توګه ، د Al2O3 سیسټم سینټرینګ مرستې کې Al یا O عناصر په اسانۍ سره د SiC جالیو کې منحل کیږي ، چې پایله یې خالي ځایونه او نیمګړتیاوې رامینځته کیږي ، کوم چې د فونون توزیع فریکونسۍ زیاتوالي لامل کیږي. سربیره پردې ، که د سینټرینګ مرستې مینځپانګه ټیټه وي ، نو مواد د سینټر کولو او کثافت کولو لپاره ستونزمن دي ، پداسې حال کې چې د سینټرینګ مرستې لوړ مینځپانګه به د ناپاکۍ او نیمګړتیاو زیاتوالي لامل شي. ډیر مایع مرحله سینټرینګ مرستې ممکن د SiC دانې وده هم منع کړي او د فونونونو اوسط وړیا لاره کمه کړي. له همدې امله ، د لوړ حرارتي چالکتیا لرونکي SiC سیرامیکونو چمتو کولو لپاره ، دا اړینه ده چې د سینټرینګ مرستې مینځپانګه د سینټرینګ کثافت اړتیاو پوره کولو پرمهال د امکان تر حده کمه کړئ ، او هڅه وکړئ چې د سینټرینګ مرستې غوره کړئ چې په SiC جالیو کې منحل کول ستونزمن وي.
*د SiC سیرامیکونو حرارتي ځانګړتیاوې کله چې مختلف سینټرینګ مرستې اضافه شي
اوس مهال، د ګرم فشار شوي SiC سیرامیکونه چې د BeO سره د سینټرینګ مرستې په توګه سینټر شوي دي د خونې د تودوخې اعظمي حرارتي چالکتیا (270W·m-1·K-1) لري. په هرصورت، BeO یو ډیر زهرجن او سرطان پیدا کونکی مواد دی، او په لابراتوارونو یا صنعتي برخو کې د پراخه استعمال لپاره مناسب ندي. د Y2O3-Al2O3 سیسټم ترټولو ټیټ یوټیکټیک نقطه 1760 ℃ ده، کوم چې د SiC سیرامیکونو لپاره د مایع-مرحلې سینټرینګ مرسته ده. په هرصورت، څرنګه چې Al3+ په اسانۍ سره د SiC جالیو کې منحل کیږي، کله چې دا سیسټم د سینټرینګ مرستې په توګه کارول کیږي، د SiC سیرامیکونو د خونې د تودوخې حرارتي چالکتیا د 200W·m-1·K-1 څخه کمه ده.
د ځمکې نادر عناصر لکه Y، Sm، Sc، Gd او La په اسانۍ سره په SiC جالیو کې نه حل کیږي او لوړ اکسیجن تړاو لري، کوم چې کولی شي په مؤثره توګه د SiC جالیو د اکسیجن مینځپانګه کمه کړي. له همدې امله، Y2O3-RE2O3 (RE=Sm، Sc، Gd، La) سیسټم د لوړ حرارتي چالکتیا (>200W·m-1·K-1) SiC سیرامیکونو چمتو کولو لپاره یو عام سینټرینګ مرسته ده. د مثال په توګه د Y2O3-Sc2O3 سیسټم سینټرینګ مرسته اخیستل، د Y3+ او Si4+ د ایون انحراف ارزښت لوی دی، او دواړه د جامد محلول څخه نه تیریږي. په خالص SiC کې د Sc محلولیت په 1800~2600℃ کې کوچنی دی، شاوخوا (2~3)×1017atoms·cm-3.
② د لوړې تودوخې درملنه
د SiC سیرامیکونو د لوړې تودوخې درملنه د جالیو نیمګړتیاو، بې ځایه کیدو او پاتې شونو فشارونو له منځه وړلو لپاره ګټوره ده، د ځینو بې شکله موادو جوړښتي بدلون کرسټالونو ته هڅوي، او د فونون توزیع کولو اغیز کمزوری کوي. سربیره پردې، د لوړې تودوخې تودوخې درملنه کولی شي په مؤثره توګه د SiC دانې وده هڅوي، او په نهایت کې د موادو حرارتي ملکیتونه ښه کړي. د مثال په توګه، د 1950 درجو سانتي ګراد کې د لوړې تودوخې درملنې وروسته، د SiC سیرامیکونو د تودوخې خپریدو کوفیسینټ له 83.03mm2·s-1 څخه 89.50mm2·s-1 ته لوړ شو، او د خونې د تودوخې حرارتي چالکتیا له 180.94W·m-1·K-1 څخه 192.17W·m-1·K-1 ته لوړه شوه. د لوړې تودوخې تودوخې درملنه په مؤثره توګه د SiC سطحې او جالیو کې د سینټرینګ مرستې د اکسیډیشن وړتیا ښه کوي، او د SiC دانې ترمنځ اړیکه ټینګوي. د لوړې تودوخې تودوخې درملنې وروسته، د SiC سیرامیکونو د خونې د تودوخې حرارتي چالکتیا د پام وړ ښه شوې ده.
د پوسټ وخت: د اکتوبر-۲۴-۲۰۲۴