هن وقت،سلڪون ڪاربائيڊ (SiC)هڪ حرارتي طور تي چالڪ سيرامڪ مواد آهي جنهن جو گھر ۽ ٻاهرين ملڪن ۾ فعال طور تي مطالعو ڪيو ويندو آهي. SiC جي نظرياتي حرارتي چالکائي تمام گهڻي آهي، ۽ ڪجهه ڪرسٽل فارم 270W/mK تائين پهچي سگهن ٿا، جيڪو اڳ ۾ ئي غير چالکائي مواد ۾ هڪ اڳواڻ آهي. مثال طور، SiC حرارتي چالکائي جو استعمال سيمي ڪنڊڪٽر ڊوائيسز جي سبسٽريٽ مواد، اعلي حرارتي چالکائي سيرامڪ مواد، سيمي ڪنڊڪٽر پروسيسنگ لاءِ هيٽر ۽ حرارتي پليٽون، ايٽمي ايندھن لاءِ ڪيپسول مواد، ۽ ڪمپريسر پمپن لاءِ گئس سيلنگ رِنگز ۾ ڏسي سگهجي ٿو.
جي درخواستسلڪون ڪاربائيڊسيمي ڪنڊڪٽر جي ميدان ۾
سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري ۾ سلڪون ويفر جي پيداوار لاءِ گرائنڊنگ ڊسڪ ۽ فڪسچر اهم پروسيس سامان آهن. جيڪڏهن گرائنڊنگ ڊسڪ ڪاسٽ آئرن يا ڪاربان اسٽيل مان ٺهيل آهي، ته ان جي سروس لائف مختصر آهي ۽ ان جو حرارتي توسيع جو ڪوئفيشينٽ وڏو آهي. سلڪون ويفرز جي پروسيسنگ دوران، خاص طور تي تيز رفتار پيسڻ يا پالش ڪرڻ دوران، گرائنڊنگ ڊسڪ جي لباس ۽ حرارتي خرابي جي ڪري، سلڪون ويفر جي برابري ۽ متوازيت جي ضمانت ڏيڻ ڏکيو آهي. گرائنڊنگ ڊسڪ مان ٺهيلسلڪون ڪاربائيڊ سيرامڪسان جي سختي جي ڪري ان ۾ گهٽ لباس آهي، ۽ ان جو حرارتي توسيع جو ڪوئفيشينٽ بنيادي طور تي سلڪون ويفرز جي برابر آهي، تنهنڪري ان کي تيز رفتار سان گرائونڊ ۽ پالش ڪري سگهجي ٿو.
ان کان علاوه، جڏهن سلڪون ويفر تيار ڪيا ويندا آهن، انهن کي اعليٰ درجه حرارت جي گرمي علاج مان گذرڻو پوندو آهي ۽ اڪثر ڪري سلڪون ڪاربائيڊ فڪسچر استعمال ڪندي منتقل ڪيا ويندا آهن. اهي گرمي مزاحمتي ۽ غير تباهي ڪندڙ آهن. هيرن جهڙو ڪاربن (DLC) ۽ ٻيون ڪوٽنگون ڪارڪردگي کي وڌائڻ، ويفر جي نقصان کي گهٽائڻ ۽ آلودگي کي پکڙجڻ کان روڪڻ لاءِ مٿاڇري تي لاڳو ڪري سگهجن ٿيون.
وڌيڪ، ٽئين نسل جي وائڊ بينڊ گيپ سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي نمائندي جي طور تي، سلڪون ڪاربائيڊ سنگل ڪرسٽل مواد ۾ خاصيتون آهن جهڙوڪ وڏي بينڊ گيپ ويڪر (Si کان تقريباً 3 ڀيرا)، اعليٰ حرارتي چالکائي (Si کان تقريباً 3.3 ڀيرا يا GaA کان 10 ڀيرا)، اعليٰ اليڪٽران سنترپتي منتقلي جي شرح (Si کان تقريباً 2.5 ڀيرا) ۽ اعليٰ بريڪ ڊائون اليڪٽرڪ فيلڊ (Si کان تقريباً 10 ڀيرا يا GaA کان 5 ڀيرا). SiC ڊوائيسز عملي ايپليڪيشنن ۾ روايتي سيمي ڪنڊڪٽر مواد ڊوائيسز جي خرابين کي پورو ڪن ٿا ۽ آهستي آهستي پاور سيمي ڪنڊڪٽرز جو مکيه وهڪرو بڻجي رهيا آهن.
اعليٰ حرارتي چالکائي سلڪون ڪاربائيڊ سيرامڪس جي طلب ۾ ڊرامائي طور تي اضافو ٿيو آهي.
سائنس ۽ ٽيڪنالاجي جي مسلسل ترقي سان، سيمي ڪنڊڪٽر فيلڊ ۾ سلڪون ڪاربائيڊ سيرامڪس جي استعمال جي گهرج ۾ ڊرامائي طور تي اضافو ٿيو آهي، ۽ سيمي ڪنڊڪٽر جي پيداوار جي سامان جي اجزاء ۾ ان جي استعمال لاءِ اعليٰ حرارتي چالکائي هڪ اهم اشارو آهي. تنهن ڪري، اعليٰ حرارتي چالکائي سلڪون ڪاربائيڊ سيرامڪس تي تحقيق کي مضبوط ڪرڻ تمام ضروري آهي. جالي ۾ آڪسيجن جي مواد کي گهٽائڻ، کثافت کي بهتر بڻائڻ، ۽ جالي ۾ ٻئي مرحلي جي ورڇ کي معقول طور تي منظم ڪرڻ سلڪون ڪاربائيڊ سيرامڪس جي حرارتي چالکائي کي بهتر بڻائڻ جا مکيه طريقا آهن.
هن وقت، منهنجي ملڪ ۾ اعليٰ حرارتي چالکائي سلڪون ڪاربائيڊ سيرامڪس تي ڪجهه مطالعي آهن، ۽ اڃا تائين عالمي سطح جي مقابلي ۾ هڪ وڏو فرق آهي. مستقبل جي تحقيق جي هدايتن ۾ شامل آهن:
● سلڪون ڪاربائيڊ سيرامڪ پائوڊر جي تياري جي عمل جي تحقيق کي مضبوط ڪريو. اعليٰ پاڪائي، گهٽ آڪسيجن واري سلڪون ڪاربائيڊ پائوڊر جي تياري اعليٰ حرارتي چالکائي سلڪون ڪاربائيڊ سيرامڪس جي تياري جو بنياد آهي؛
● سنٽرنگ ايڊز ۽ لاڳاپيل نظرياتي تحقيق جي چونڊ کي مضبوط بڻايو؛
● اعليٰ درجي جي سنٽرنگ سامان جي تحقيق ۽ ترقي کي مضبوط ڪريو. هڪ مناسب مائڪرو اسٽرڪچر حاصل ڪرڻ لاءِ سنٽرنگ جي عمل کي منظم ڪندي، اهو اعليٰ حرارتي چالکائي سلڪون ڪاربائيڊ سيرامڪس حاصل ڪرڻ لاءِ هڪ ضروري شرط آهي.
سلڪون ڪاربائيڊ سيرامڪس جي حرارتي چالکائي کي بهتر بڻائڻ لاءِ اپاءَ
SiC سيرامڪس جي حرارتي چالکائي کي بهتر بڻائڻ جي ڪنجي فونون جي پکيڙڻ جي فريڪوئنسي کي گهٽائڻ ۽ فونون جي وچ ۾ آزاد رستو وڌائڻ آهي. SiC جي حرارتي چالکائي کي مؤثر طريقي سان SiC سيرامڪس جي پورسيٽي ۽ اناج جي حد جي کثافت کي گهٽائڻ، SiC اناج جي حدن جي پاڪائي کي بهتر بڻائڻ، SiC لٽيس نجاست يا لٽيس جي خرابين کي گهٽائڻ، ۽ SiC ۾ گرمي جي وهڪري جي ٽرانسميشن ڪيريئر کي وڌائڻ سان بهتر بڻايو ويندو. هن وقت، سنٽرنگ ايڊز جي قسم ۽ مواد کي بهتر بڻائڻ ۽ اعليٰ درجه حرارت جي گرمي علاج SiC سيرامڪس جي حرارتي چالکائي کي بهتر بڻائڻ جا مکيه طريقا آهن.
① سنٽرنگ ايڊز جي قسم ۽ مواد کي بهتر بڻائڻ
مختلف سنٽرنگ ايڊز اڪثر ڪري شامل ڪيا ويندا آهن جڏهن اعليٰ حرارتي چالکائي SiC سيرامڪس تيار ڪئي ويندي آهي. انهن مان، سنٽرنگ ايڊز جي قسم ۽ مواد جو SiC سيرامڪس جي حرارتي چالکائي تي وڏو اثر پوندو آهي. مثال طور، Al2O3 سسٽم ۾ Al يا O عنصر سنٽرنگ ايڊز آساني سان SiC جالي ۾ حل ٿي ويندا آهن، جنهن جي نتيجي ۾ خالي جاءِ ۽ نقص پيدا ٿيندا آهن، جنهن جي ڪري فونون اسڪيٽرنگ فريڪوئنسي ۾ اضافو ٿيندو آهي. ان کان علاوه، جيڪڏهن سنٽرنگ ايڊز جو مواد گهٽ هوندو آهي، ته مواد کي سنٽر ڪرڻ ۽ کثافت ڏيڻ ڏکيو هوندو آهي، جڏهن ته سنٽرنگ ايڊز جو هڪ وڏو مواد نجاست ۽ نقصن ۾ واڌ جو سبب بڻجندو آهي. گهڻي مائع مرحلي سنٽرنگ ايڊز پڻ SiC اناج جي واڌ کي روڪي سگهن ٿا ۽ فونون جي سراسري آزاد رستي کي گهٽائي سگهن ٿا. تنهن ڪري، اعليٰ حرارتي چالکائي SiC سيرامڪس تيار ڪرڻ لاءِ، سنٽرنگ ڊينسٽي جي گهرجن کي پورو ڪندي سنٽرنگ ايڊز جي مواد کي جيترو ممڪن ٿي سگهي گهٽايو وڃي، ۽ سنٽرنگ ايڊز چونڊڻ جي ڪوشش ڪئي وڃي جيڪي SiC جالي ۾ حل ٿيڻ مشڪل هجن.
*SiC سيرامڪس جون حرارتي خاصيتون جڏهن مختلف سنٽرنگ ايڊز شامل ڪيا وڃن ٿا
في الحال، گرم دٻايل SiC سيرامڪس جيڪي BeO سان سينٽرنگ امداد طور سينٽرنگ ڪيا ويندا آهن انهن ۾ وڌ ۾ وڌ ڪمري جي درجه حرارت جي حرارتي چالکائي (270W·m-1·K-1) هوندي آهي. بهرحال، BeO هڪ انتهائي زهريلو مواد ۽ ڪارڪينوجينڪ آهي، ۽ ليبارٽريز يا صنعتي شعبن ۾ وڏي پيماني تي استعمال لاءِ مناسب ناهي. Y2O3-Al2O3 سسٽم جو گهٽ ۾ گهٽ يوٽيڪٽڪ پوائنٽ 1760℃ آهي، جيڪو SiC سيرامڪس لاءِ هڪ عام مائع-مرحلي سينٽرنگ امداد آهي. جڏهن ته، جيئن ته Al3+ آساني سان SiC جالي ۾ حل ٿي ويندو آهي، جڏهن هي سسٽم سينٽرنگ امداد طور استعمال ڪيو ويندو آهي، SiC سيرامڪس جي ڪمري جي درجه حرارت جي حرارتي چالکائي 200W·m-1·K-1 کان گهٽ هوندي آهي.
ناياب زمين جا عنصر جهڙوڪ Y، Sm، Sc، Gd ۽ La SiC جالي ۾ آساني سان حل نه ٿيندا آهن ۽ انهن ۾ آڪسيجن جي گهڻي لاڳاپي هوندي آهي، جيڪا SiC جالي جي آڪسيجن جي مقدار کي مؤثر طريقي سان گهٽائي سگهي ٿي. تنهن ڪري، Y2O3-RE2O3 (RE=Sm، Sc، Gd، La) سسٽم هڪ عام سنٽرنگ امداد آهي جيڪو اعلي حرارتي چالکائي (>200W·m-1·K-1) SiC سيرامڪس تيار ڪرڻ لاءِ آهي. مثال طور Y2O3-Sc2O3 سسٽم سنٽرنگ امداد کي کڻڻ سان، Y3+ ۽ Si4+ جي آئن انحراف جي قيمت وڏي آهي، ۽ ٻئي مضبوط حل مان نه گذرندا آهن. 1800~2600℃ تي خالص SiC ۾ Sc جي حل پذيري ننڍي آهي، تقريبن (2~3)×1017atoms·cm-3.
② تيز گرمي پد جي گرمي علاج
SiC سيرامڪس جو اعليٰ درجه حرارت گرمي علاج جالي جي خرابين، خلل ۽ باقي رهڻ واري دٻاءُ کي ختم ڪرڻ، ڪجهه بي شڪل مواد جي ڪرسٽل ۾ ساخت جي تبديلي کي فروغ ڏيڻ، ۽ فونون اسڪيٽرنگ اثر کي ڪمزور ڪرڻ لاءِ سازگار آهي. ان کان علاوه، اعليٰ درجه حرارت گرمي علاج مؤثر طريقي سان SiC اناج جي واڌ کي فروغ ڏئي سگهي ٿو، ۽ آخرڪار مواد جي حرارتي خاصيتن کي بهتر بڻائي سگهي ٿو. مثال طور، 1950 ° C تي اعلي درجه حرارت گرمي علاج کان پوءِ، SiC سيرامڪس جو حرارتي ڦهلاءُ ڪوئفيشينٽ 83.03mm2·s-1 کان 89.50mm2·s-1 تائين وڌي ويو، ۽ ڪمري جي درجه حرارت حرارتي چالکائي 180.94W·m-1·K-1 کان 192.17W·m-1·K-1 تائين وڌي وئي. اعليٰ درجه حرارت گرمي علاج مؤثر طريقي سان SiC مٿاڇري ۽ جالي تي سنٽرنگ امداد جي ڊي آڪسائيڊيشن صلاحيت کي بهتر بڻائي ٿو، ۽ SiC اناج جي وچ ۾ ڪنيڪشن کي وڌيڪ سخت بڻائي ٿو. اعليٰ درجه حرارت گرمي علاج کان پوءِ، SiC سيرامڪس جي ڪمري جي درجه حرارت حرارتي چالکائي کي خاص طور تي بهتر بڻايو ويو آهي.
پوسٽ جو وقت: آڪٽوبر-24-2024