D'Entwécklung an d'Applikatioune vu Silicon Carbide (SiC)
1. Ee Joerhonnert vun Innovatioun am SiC
D'Rees vum Siliciumcarbid (SiC) huet am Joer 1893 ugefaang, wéi den Edward Goodrich Acheson den Acheson-Schmelz entworf huet, mat Kuelestoffmaterialien fir d'industriell Produktioun vu SiC duerch elektresch Heizung vu Quarz a Kuelestoff z'erreechen. Dës Erfindung markéiert den Ufank vun der Industrialiséierung vum SiC an huet den Acheson e Patent verdéngt.
Am fréie 20. Joerhonnert gouf SiC haaptsächlech als Schleifmëttel benotzt wéinst senger bemierkenswäerter Härtheet a Verschleißbeständegkeet. Joerhonnert hunn Fortschrëtter an der chemescher Dampdepositioun (CVD) Technologie nei Méiglechkeeten opgehuewen. Fuerscher bei Bell Labs, gefouert vum Rustum Roy, hunn d'Basis fir CVD SiC geluecht, déi éischt SiC Beschichtungen op Grafitflächen z'erreechen.
D'1970er hunn e groussen Duerchbroch gesinn wéi d'Union Carbide Corporation SiC-beschichtete Grafit am epitaxialen Wuesstum vu Galliumnitrid (GaN) Hallefleitmaterialien applizéiert huet. Dëse Fortschrëtt huet eng pivotal Roll bei High-Performance GaN-baséiert LEDs a Laser gespillt. Iwwer d'Joerzéngten hunn SiC Beschichtungen iwwer Hallefleitungen op Uwendungen an der Raumfaart, Automobil a Kraaftelektronik erweidert, dank Verbesserungen an der Fabrikatiounstechnik.
Haut verbesseren Innovatiounen wéi thermesch Sprayen, PVD, an Nanotechnologie d'Performance an d'Applikatioun vu SiC Beschichtungen weider, a weisen säi Potenzial an de modernste Felder.
2. SiC Kristallstrukturen a Gebrauch verstoen
SiC huet iwwer 200 Polytypen, kategoriséiert duerch hir atomar Arrangementer an kubesch (3C), sechseckeg (H), a rhombohedral (R) Strukturen. Ënnert dësen, 4H-SiC an 6H-SiC gi wäit an héich-Kraaft an optoelektronesch Apparater benotzt, respektiv, iwwerdeems β-SiC fir seng super thermesch Konduktivitéit, Verschleißbeständegkeet a Korrosiounsbeständegkeet geschätzt gëtt.
β-SiCeenzegaarteg Eegeschafte, wéi eng thermesch Leit vun120-200 W/m·Kan eng thermesch Expansiounskoeffizient enk passende Graphit, maachen et zum léifste Material fir Uewerflächbeschichtungen an Wafer-Epitaxie-Ausrüstung.
3. SiC Coatings: Eegeschaften a Virbereedungstechniken
SiC Beschichtungen, typesch β-SiC, gi wäit applizéiert fir Uewerflächeeigenschaften wéi Härtheet, Verschleißbeständegkeet an thermesch Stabilitéit ze verbesseren. Allgemeng Methode vun der Virbereedung enthalen:
- Chemesch Vapor Deposition (CVD):Bitt héichqualitativ Beschichtungen mat exzellenter Adhäsioun an Uniformitéit, ideal fir grouss a komplex Substrate.
- Physical Vapor Deposition (PVD):Bitt präzis Kontroll iwwer Beschichtungskompositioun, gëeegent fir héich Präzisioun Uwendungen.
- Spraytechniken, Elektrochemesch Oflagerung a Schläimbeschichtung: Serve als kosteneffektiv Alternativen fir spezifesch Uwendungen, awer mat ënnerschiddleche Aschränkungen an der Adhäsioun an der Uniformitéit.
All Method gëtt gewielt baséiert op de Substrateigenschaften an Uwendungsufuerderunge.
4. SiC-beschichtete Graphit-Susceptoren am MOCVD
SiC-beschichtete Grafit-Susceptoren sinn onverzichtbar an der Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD), e Schlësselprozess an der Halbleiter- an optoelektronescher Materialfabrikatioun.
Dës susceptors bidden robust Ënnerstëtzung fir epitaxial Film Wuesstem, suergt thermesch Stabilitéit a reduzéieren Gëftstoffer Kontaminatioun. D'SiC Beschichtung verbessert och d'Oxidatiounsresistenz, d'Uewerflächeegenschaften an d'Interfacequalitéit, wat präzis Kontroll beim Filmwachstum erméiglecht.
5. Fortschrëtter Richtung Zukunft
An de leschte Jore si bedeitend Efforte geriicht fir d'Produktiounsprozesser vu SiC-beschichtete Grafitsubstrater ze verbesseren. Fuerscher konzentréiere sech op d'Verbesserung vun der Beschichtungsreinheet, der Uniformitéit an der Liewensdauer wärend d'Käschte reduzéieren. Zousätzlech ass d'Exploratioun vun innovative Materialien wéiTantalkarbid (TaC) Beschichtungenbitt potenziell Verbesserungen an der thermescher Konduktivitéit an der Korrosiounsbeständegkeet, a mécht de Wee fir Léisunge vun der nächster Generatioun.
Wéi d'Nofro fir SiC-beschichtete Graphit-Susceptoren weider wuessen, wäerten Fortschrëtter an der intelligenter Fabrikatioun an der industrieller Skala Produktioun d'Entwécklung vu qualitativ héichwäerteg Produkter ënnerstëtzen fir d'entwéckele Bedierfnesser vun der Hallefleit- an Optoelektronikindustrie z'erreechen.
Post Zäit: Nov-24-2023