سلیکن کاربائیڈ ہسٹری اور سلکان کاربائیڈ کوٹنگ ایپلی کیشن

سلیکون کاربائیڈ (SiC) کی ترقی اور اطلاقات

1. SiC میں جدت کی ایک صدی
سلکان کاربائیڈ (SiC) کا سفر 1893 میں شروع ہوا، جب ایڈورڈ گڈرچ ایچیسن نے کوارٹج اور کاربن کی برقی حرارتی نظام کے ذریعے SiC کی صنعتی پیداوار حاصل کرنے کے لیے کاربن مواد کا استعمال کرتے ہوئے، اچیسن فرنس کو ڈیزائن کیا۔ اس ایجاد نے SiC کی صنعت کاری کا آغاز کیا اور Acheson کو پیٹنٹ حاصل کیا۔

20 ویں صدی کے اوائل میں، SIC بنیادی طور پر اس کی نمایاں سختی اور لباس مزاحمت کی وجہ سے ایک کھرچنے والے کے طور پر استعمال ہوتا تھا۔ 20 ویں صدی کے وسط تک، کیمیائی بخارات جمع کرنے (CVD) ٹیکنالوجی میں ترقی نے نئے امکانات کو کھول دیا۔ بیل لیبز کے محققین نے، رستم رائے کی قیادت میں، گریفائٹ کی سطحوں پر پہلی SiC کوٹنگز حاصل کرتے ہوئے، CVD SiC کی بنیاد رکھی۔

1970 کی دہائی میں ایک اہم پیش رفت دیکھنے میں آئی جب یونین کاربائیڈ کارپوریشن نے گیلیم نائٹرائڈ (GaN) سیمی کنڈکٹر مواد کی اپیٹیکسیل نمو میں SiC-coated graphite کا اطلاق کیا۔ اس پیش رفت نے اعلیٰ کارکردگی والے GaN پر مبنی ایل ای ڈیز اور لیزرز میں اہم کردار ادا کیا۔ کئی دہائیوں کے دوران، مینوفیکچرنگ تکنیک میں بہتری کی بدولت SiC کوٹنگز نے سیمی کنڈکٹرز سے آگے ایرو اسپیس، آٹوموٹو اور پاور الیکٹرانکس میں ایپلی کیشنز تک توسیع کی ہے۔

آج، تھرمل اسپرے، پی وی ڈی، اور نینو ٹیکنالوجی جیسی ایجادات SiC کوٹنگز کی کارکردگی اور اطلاق میں مزید اضافہ کر رہی ہیں، جو جدید شعبوں میں اس کی صلاحیت کو ظاہر کر رہی ہیں۔

2. SiC کے کرسٹل ڈھانچے اور استعمال کو سمجھنا
SiC 200 سے زیادہ پولی ٹائپس پر فخر کرتا ہے، جو ان کے جوہری انتظامات کے لحاظ سے کیوبک (3C)، ہیکساگونل (H)، اور rhombohedral (R) ڈھانچے میں درجہ بندی کرتا ہے۔ ان میں سے، 4H-SiC اور 6H-SiC بالترتیب ہائی پاور اور آپٹو الیکٹرانک آلات میں بڑے پیمانے پر استعمال ہوتے ہیں، جبکہ β-SiC کو اس کی اعلی تھرمل چالکتا، پہننے کی مزاحمت، اور سنکنرن مزاحمت کے لیے اہمیت دی جاتی ہے۔

β-SiC'sمنفرد خصوصیات، جیسے تھرمل چالکتا120-200 W/m·Kاور تھرمل ایکسپینشن گتانک گریفائٹ سے قریب سے مماثل ہے، اسے ویفر ایپیٹیکسی آلات میں سطح کی ملمع کاری کے لیے ترجیحی مواد بنائیں۔

3. SiC کوٹنگز: خواص اور تیاری کی تکنیک
SiC کوٹنگز، عام طور پر β-SiC، سختی، لباس مزاحمت، اور تھرمل استحکام جیسی سطح کی خصوصیات کو بڑھانے کے لیے بڑے پیمانے پر لاگو ہوتے ہیں۔ تیاری کے عام طریقوں میں شامل ہیں:

• کیمیائی بخارات جمع (CVD):بہترین آسنجن اور یکسانیت کے ساتھ اعلیٰ معیار کی کوٹنگز فراہم کرتا ہے، جو بڑے اور پیچیدہ ذیلی ذخیروں کے لیے مثالی ہے۔
• جسمانی بخارات جمع (PVD):اعلی صحت سے متعلق ایپلی کیشنز کے لیے موزوں کوٹنگ کمپوزیشن پر قطعی کنٹرول پیش کرتا ہے۔
• چھڑکنے کی تکنیک، الیکٹرو کیمیکل جمع، اور سلوری کوٹنگ: مخصوص ایپلی کیشنز کے لیے سرمایہ کاری مؤثر متبادل کے طور پر کام کریں، اگرچہ چپکنے اور یکسانیت میں مختلف حدود کے ساتھ۔

ہر طریقہ سبسٹریٹ کی خصوصیات اور درخواست کی ضروریات کی بنیاد پر منتخب کیا جاتا ہے۔

4. MOCVD میں SiC- Coated Graphite Susceptors
SiC-coated graphite susceptors Metal Organic Chemical Vapor Deposition (MOCVD) میں ناگزیر ہیں، جو سیمی کنڈکٹر اور آپٹو الیکٹرانک میٹریل مینوفیکچرنگ میں ایک اہم عمل ہے۔

یہ susceptors epitaxial فلم کی نمو کے لیے مضبوط مدد فراہم کرتے ہیں، تھرمل استحکام کو یقینی بناتے ہیں اور ناپاکی کی آلودگی کو کم کرتے ہیں۔ SiC کوٹنگ آکسیڈیشن مزاحمت، سطح کی خصوصیات، اور انٹرفیس کے معیار کو بھی بڑھاتی ہے، جس سے فلم کی نشوونما کے دوران عین مطابق کنٹرول ہوتا ہے۔

5. مستقبل کی طرف پیش قدمی کرنا
حالیہ برسوں میں، سی سی لیپت گریفائٹ سبسٹریٹس کی پیداواری عمل کو بہتر بنانے کے لیے اہم کوششیں کی گئی ہیں۔ محققین لاگت کو کم کرتے ہوئے کوٹنگ کی پاکیزگی، یکسانیت اور عمر بڑھانے پر توجہ مرکوز کر رہے ہیں۔ مزید برآں، جیسے جدید مواد کی تلاشٹینٹلم کاربائیڈ (ٹی اے سی) کوٹنگزتھرمل چالکتا اور سنکنرن مزاحمت میں ممکنہ بہتری پیش کرتا ہے، اگلی نسل کے حل کے لیے راہ ہموار کرتا ہے۔

جیسا کہ SiC-coated graphite susceptors کی مانگ بڑھتی جارہی ہے، ذہین مینوفیکچرنگ اور صنعتی پیمانے پر پیداوار میں پیشرفت سیمی کنڈکٹر اور آپٹو الیکٹرانکس صنعتوں کی ابھرتی ہوئی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے اعلیٰ معیار کی مصنوعات کی ترقی میں مزید مدد کرے گی۔