மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்தி மேற்பரப்பு -SiC (சிலிக்கான் கார்பைடு) சாதனங்கள் மற்றும் அவற்றின் பயன்பாடுகள்

ஒரு புதிய வகை குறைக்கடத்திப் பொருளாக, அதன் சிறந்த இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் மின் பண்புகள் காரணமாக, குறுகிய அலைநீள ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள், உயர் வெப்பநிலை சாதனங்கள், கதிர்வீச்சு எதிர்ப்பு சாதனங்கள் மற்றும் உயர் சக்தி/உயர் சக்தி மின்னணு சாதனங்கள் தயாரிப்பதற்கான மிக முக்கியமான குறைக்கடத்திப் பொருளாக SiC மாறியுள்ளது. குறிப்பாக தீவிர மற்றும் கடுமையான சூழ்நிலைகளில் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​SiC சாதனங்களின் பண்புகள் Si சாதனங்கள் மற்றும் GaAs சாதனங்களை விட மிக அதிகமாக இருக்கும். எனவே, SiC சாதனங்கள் மற்றும் பல்வேறு வகையான சென்சார்கள் படிப்படியாக முக்கிய சாதனங்களில் ஒன்றாக மாறி, மேலும் மேலும் முக்கிய பங்கு வகிக்கின்றன.

1980 களில் இருந்து, குறிப்பாக 1989 ஆம் ஆண்டு முதல் SiC அடி மூலக்கூறு வேஃபர் சந்தையில் நுழைந்ததிலிருந்து, SiC சாதனங்களும் சுற்றுகளும் வேகமாக வளர்ச்சியடைந்துள்ளன. ஒளி உமிழும் டையோட்கள், உயர் அதிர்வெண் உயர் சக்தி மற்றும் உயர் மின்னழுத்த சாதனங்கள் போன்ற சில துறைகளில், SiC சாதனங்கள் வணிக ரீதியாக பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகின்றன. வளர்ச்சி விரைவானது. கிட்டத்தட்ட 10 ஆண்டுகால வளர்ச்சிக்குப் பிறகு, SiC சாதன செயல்முறை வணிக சாதனங்களை உற்பத்தி செய்ய முடிந்தது. க்ரீ பிரதிநிதித்துவப்படுத்தும் பல நிறுவனங்கள் SiC சாதனங்களின் வணிக தயாரிப்புகளை வழங்கத் தொடங்கியுள்ளன. உள்நாட்டு ஆராய்ச்சி நிறுவனங்கள் மற்றும் பல்கலைக்கழகங்களும் SiC பொருள் வளர்ச்சி மற்றும் சாதன உற்பத்தி தொழில்நுட்பத்தில் மகிழ்ச்சிகரமான சாதனைகளைச் செய்துள்ளன. SiC பொருள் மிக உயர்ந்த இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகளைக் கொண்டிருந்தாலும், SiC சாதன தொழில்நுட்பமும் முதிர்ச்சியடைந்திருந்தாலும், SiC சாதனங்கள் மற்றும் சுற்றுகளின் செயல்திறன் சிறந்ததாக இல்லை. SiC பொருள் மற்றும் சாதன செயல்முறைக்கு கூடுதலாக தொடர்ந்து மேம்படுத்தப்பட வேண்டும். S5C சாதன கட்டமைப்பை மேம்படுத்துவதன் மூலம் அல்லது புதிய சாதன கட்டமைப்பை முன்மொழிவதன் மூலம் SiC பொருட்களை எவ்வாறு பயன்படுத்திக் கொள்வது என்பதில் அதிக முயற்சிகள் மேற்கொள்ளப்பட வேண்டும்.

தற்போது. SiC சாதனங்களின் ஆராய்ச்சி முக்கியமாக தனித்தனி சாதனங்களில் கவனம் செலுத்துகிறது. ஒவ்வொரு வகை சாதன அமைப்புக்கும், சாதன அமைப்பை மேம்படுத்தாமல் தொடர்புடைய Si அல்லது GaAs சாதன அமைப்பை SiCக்கு இடமாற்றம் செய்வதே ஆரம்ப ஆராய்ச்சியாகும். SiC இன் உள்ளார்ந்த ஆக்சைடு அடுக்கு SiO2 ஐப் போலவே இருப்பதால், பெரும்பாலான Si சாதனங்கள், குறிப்பாக m-pa சாதனங்கள், SiC இல் தயாரிக்கப்படலாம். இது ஒரு எளிய மாற்று மட்டுமே என்றாலும், பெறப்பட்ட சில சாதனங்கள் திருப்திகரமான முடிவுகளை அடைந்துள்ளன, மேலும் சில சாதனங்கள் ஏற்கனவே தொழிற்சாலை சந்தையில் நுழைந்துள்ளன.

SiC ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள், குறிப்பாக நீல ஒளி உமிழும் டையோட்கள் (BLU-ray leds), 1990களின் முற்பகுதியில் சந்தையில் நுழைந்தன, மேலும் அவை முதன்முதலில் பெருமளவில் உற்பத்தி செய்யப்பட்ட SiC சாதனங்களாகும். உயர் மின்னழுத்த SiC ஷாட்கி டையோட்கள், SiC RF பவர் டிரான்சிஸ்டர்கள், SiC MOSFETகள் மற்றும் mesFETகளும் வணிக ரீதியாகக் கிடைக்கின்றன. நிச்சயமாக, இந்த அனைத்து SiC தயாரிப்புகளின் செயல்திறன் SiC பொருட்களின் சூப்பர் பண்புகளை வெளிப்படுத்துவதிலிருந்து வெகு தொலைவில் உள்ளது, மேலும் SiC சாதனங்களின் வலுவான செயல்பாடு மற்றும் செயல்திறன் இன்னும் ஆராய்ச்சி செய்யப்பட்டு உருவாக்கப்பட வேண்டும். இத்தகைய எளிய மாற்றங்கள் பெரும்பாலும் SiC பொருட்களின் நன்மைகளை முழுமையாகப் பயன்படுத்த முடியாது. SiC சாதனங்களின் சில நன்மைகள் பகுதியில் கூட. ஆரம்பத்தில் தயாரிக்கப்பட்ட சில SiC சாதனங்கள் தொடர்புடைய Si அல்லது CaAs சாதனங்களின் செயல்திறனுடன் பொருந்தாது.

SiC பொருள் பண்புகளின் நன்மைகளை SiC சாதனங்களின் நன்மைகளாக சிறப்பாக மாற்றுவதற்காக, SiC சாதனங்களின் செயல்பாடு மற்றும் செயல்திறனை மேம்படுத்த சாதன உற்பத்தி செயல்முறை மற்றும் சாதன கட்டமைப்பை எவ்வாறு மேம்படுத்துவது அல்லது புதிய கட்டமைப்புகள் மற்றும் புதிய செயல்முறைகளை உருவாக்குவது எப்படி என்பதை நாங்கள் தற்போது ஆய்வு செய்து வருகிறோம்.