সিলিকন কার্বাইড ইতিহাস এবং সিলিকন কার্বাইড আবরণ অ্যাপ্লিকেশন

সিলিকন কার্বাইড (SiC) এর বিকাশ এবং প্রয়োগ

1. SiC-তে উদ্ভাবনের শতাব্দী
সিলিকন কার্বাইড (SiC) এর যাত্রা 1893 সালে শুরু হয়েছিল, যখন এডওয়ার্ড গুডরিচ অ্যাচেসন অ্যাচেসন ফার্নেস ডিজাইন করেছিলেন, কোয়ার্টজ এবং কার্বনের বৈদ্যুতিক উত্তাপের মাধ্যমে SiC-এর শিল্প উত্পাদন অর্জনের জন্য কার্বন উপাদান ব্যবহার করে। এই আবিষ্কারটি SiC-এর শিল্পায়নের সূচনা করে এবং অ্যাচেসন একটি পেটেন্ট অর্জন করে।

20 শতকের গোড়ার দিকে, SIC প্রাথমিকভাবে এর উল্লেখযোগ্য কঠোরতা এবং পরিধান প্রতিরোধের কারণে একটি ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম হিসাবে ব্যবহৃত হয়। 20 শতকের মাঝামাঝি, রাসায়নিক বাষ্প জমা (সিভিডি) প্রযুক্তির অগ্রগতি নতুন সম্ভাবনার উন্মোচন করে। বেল ল্যাবসের গবেষকরা, রুস্তুম রায়ের নেতৃত্বে, গ্রাফাইট পৃষ্ঠে প্রথম SiC আবরণ অর্জন করে CVD SiC-এর ভিত্তি স্থাপন করেছিলেন।

1970 এর দশকে একটি বড় অগ্রগতি দেখা দেয় যখন ইউনিয়ন কার্বাইড কর্পোরেশন গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN) সেমিকন্ডাক্টর পদার্থের এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধিতে SiC-কোটেড গ্রাফাইট প্রয়োগ করে। এই অগ্রগতি উচ্চ-কর্মক্ষমতা GaN-ভিত্তিক LEDs এবং লেজারগুলিতে একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করেছে। কয়েক দশক ধরে, SiC আবরণগুলি সেমিকন্ডাক্টর ছাড়িয়ে মহাকাশ, স্বয়ংচালিত এবং পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে প্রসারিত হয়েছে, উত্পাদন কৌশলগুলির উন্নতির জন্য ধন্যবাদ।

আজ, থার্মাল স্প্রে করা, পিভিডি এবং ন্যানো প্রযুক্তির মত উদ্ভাবনগুলি SiC আবরণগুলির কার্যকারিতা এবং প্রয়োগকে আরও বাড়িয়ে তুলছে, যা অত্যাধুনিক ক্ষেত্রগুলিতে এর সম্ভাব্যতা প্রদর্শন করছে।

2. SiC এর ক্রিস্টাল স্ট্রাকচার এবং ব্যবহার বোঝা
SiC 200 টিরও বেশি পলিটাইপকে গর্বিত করে, তাদের পারমাণবিক বিন্যাস দ্বারা কিউবিক (3C), ষড়ভুজ (H), এবং রম্বোহেড্রাল (R) কাঠামোতে শ্রেণীবদ্ধ করা হয়েছে। এর মধ্যে, 4H-SiC এবং 6H-SiC যথাক্রমে উচ্চ-শক্তি এবং অপটোইলেক্ট্রনিক ডিভাইসগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যখন β-SiC এর উচ্চতর তাপ পরিবাহিতা, পরিধান প্রতিরোধের এবং জারা প্রতিরোধের জন্য মূল্যবান।

β-SiC এরঅনন্য বৈশিষ্ট্য, যেমন একটি তাপ পরিবাহিতা120-200 W/m·Kএবং গ্রাফাইটের সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মিলে যাওয়া একটি তাপীয় প্রসারণ সহগ, এটিকে ওয়েফার এপিটাক্সি সরঞ্জামগুলিতে পৃষ্ঠের আবরণের জন্য পছন্দের উপাদান করে তোলে।

3. SiC আবরণ: বৈশিষ্ট্য এবং প্রস্তুতি কৌশল
SiC আবরণ, সাধারণত β-SiC, কঠোরতা, পরিধান প্রতিরোধের এবং তাপীয় স্থিতিশীলতার মতো পৃষ্ঠের বৈশিষ্ট্যগুলিকে উন্নত করতে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়। প্রস্তুতির সাধারণ পদ্ধতিগুলির মধ্যে রয়েছে:

• রাসায়নিক বাষ্প জমা (CVD):চমৎকার আনুগত্য এবং অভিন্নতা সহ উচ্চ-মানের আবরণ প্রদান করে, বড় এবং জটিল স্তরগুলির জন্য আদর্শ।
• শারীরিক বাষ্প জমা (PVD):লেপ রচনার উপর সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ অফার করে, উচ্চ-নির্ভুলতা প্রয়োগের জন্য উপযুক্ত।
• স্প্রে করার কৌশল, ইলেক্ট্রোকেমিক্যাল ডিপোজিশন এবং স্লারি লেপ: আনুগত্য এবং অভিন্নতার বিভিন্ন সীমাবদ্ধতা সহ নির্দিষ্ট অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যয়-কার্যকর বিকল্প হিসাবে পরিবেশন করুন।

প্রতিটি পদ্ধতি সাবস্ট্রেট বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগের প্রয়োজনীয়তার উপর ভিত্তি করে নির্বাচিত হয়।

4. MOCVD-তে SiC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টর
SiC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলি মেটাল অর্গানিক কেমিক্যাল ভ্যাপার ডিপোজিশন (MOCVD), সেমিকন্ডাক্টর এবং অপটোইলেক্ট্রনিক উপাদান উত্পাদনের একটি মূল প্রক্রিয়াতে অপরিহার্য।

এই সাসেপ্টরগুলি এপিটাক্সিয়াল ফিল্ম বৃদ্ধির জন্য শক্তিশালী সমর্থন প্রদান করে, তাপীয় স্থিতিশীলতা নিশ্চিত করে এবং অপবিত্রতা দূষণ হ্রাস করে। SiC আবরণ অক্সিডেশন প্রতিরোধ, পৃষ্ঠ বৈশিষ্ট্য, এবং ইন্টারফেস গুণমান উন্নত করে, ফিল্ম বৃদ্ধির সময় সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে।

5. ভবিষ্যতের দিকে অগ্রসর হওয়া
সাম্প্রতিক বছরগুলিতে, সিসি-কোটেড গ্রাফাইট সাবস্ট্রেটগুলির উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলিকে উন্নত করার জন্য উল্লেখযোগ্য প্রচেষ্টা পরিচালিত হয়েছে। গবেষকরা খরচ কমানোর সময় আবরণের বিশুদ্ধতা, অভিন্নতা এবং জীবনকাল বাড়ানোর দিকে মনোনিবেশ করছেন। উপরন্তু, মত উদ্ভাবনী উপকরণ অন্বেষণট্যানটালাম কার্বাইড (TaC) আবরণতাপ পরিবাহিতা এবং জারা প্রতিরোধের সম্ভাব্য উন্নতি প্রস্তাব করে, পরবর্তী প্রজন্মের সমাধানের পথ প্রশস্ত করে।

যেহেতু SiC-কোটেড গ্রাফাইট সাসেপ্টরগুলির চাহিদা বাড়তে থাকে, বুদ্ধিমান উত্পাদন এবং শিল্প-স্কেল উত্পাদনের অগ্রগতি সেমিকন্ডাক্টর এবং অপটোইলেক্ট্রনিক্স শিল্পের ক্রমবর্ধমান চাহিদা মেটাতে উচ্চ-মানের পণ্যগুলির বিকাশকে আরও সমর্থন করবে।