සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) යනු අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ සහ දියුණු සෙරමික් නිෂ්පාදන දෙකෙහිම සොයාගත හැකි කැපී පෙනෙන සංයෝගයකි. මෙය බොහෝ විට සාමාන්‍ය ජනතාව අතර ව්‍යාකූලත්වයට හේතු වන අතර ඔවුන් ඒවා එකම වර්ගයේ නිෂ්පාදනයක් ලෙස වරදවා වටහා ගත හැකිය. යථාර්ථයේ දී, සමාන රසායනික සංයුතියක් බෙදා ගන්නා අතරම, SiC කාර්මික යෙදුම්වල සම්පූර්ණයෙන්ම වෙනස් භූමිකාවන් ඉටු කරමින් ඇඳුම්-ප්‍රතිරෝධී උසස් සෙරමික් හෝ ඉහළ කාර්යක්ෂමතා අර්ධ සන්නායක ලෙස ප්‍රකාශ වේ. ස්ඵටික ව්‍යුහය, නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන්, කාර්ය සාධන ලක්ෂණ සහ යෙදුම් ක්ෂේත්‍ර අනුව සෙරමික්-ශ්‍රේණියේ සහ අර්ධ සන්නායක-ශ්‍රේණියේ SiC ද්‍රව්‍ය අතර සැලකිය යුතු වෙනස්කම් පවතී.
- අමුද්‍රව්‍ය සඳහා විවිධ සංශුද්ධතා අවශ්‍යතා
සෙරමික්-ශ්‍රේණියේ SiC එහි කුඩු අමුද්‍රව්‍ය සඳහා සාපේක්ෂව ලිහිල් සංශුද්ධතා අවශ්‍යතා ඇත. සාමාන්‍යයෙන්, 90%-98% සංශුද්ධතාවය සහිත වාණිජ-ශ්‍රේණියේ නිෂ්පාදන බොහෝ යෙදුම් අවශ්‍යතා සපුරාලිය හැකිය, නමුත් ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ව්‍යුහාත්මක සෙරමික් සඳහා 98%-99.5% සංශුද්ධතාවය අවශ්‍ය විය හැකිය (උදා: ප්‍රතික්‍රියා-බන්ධිත SiC සඳහා පාලිත නිදහස් සිලිකන් අන්තර්ගතය අවශ්‍ය වේ). එය ඇතැම් අපද්‍රව්‍ය ඉවසා සිටින අතර සමහර විට හිතාමතාම සින්ටර් කිරීමේ ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම, සින්ටර් කිරීමේ උෂ්ණත්වය අඩු කිරීම සහ අවසාන නිෂ්පාදන ඝනත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා ඇලුමිනියම් ඔක්සයිඩ් (Al₂O₃) හෝ යිට්‍රියම් ඔක්සයිඩ් (Y₂O₃) වැනි සින්ටර් කිරීමේ ආධාරක ඇතුළත් කරයි.
අර්ධ සන්නායක-ශ්‍රේණියේ SiC පරිපූර්ණ සංශුද්ධතා මට්ටම් වලට ආසන්නව අවශ්‍ය වේ. උපස්ථර-ශ්‍රේණියේ තනි ස්ඵටික SiC සඳහා ≥99.9999% (6N) සංශුද්ධතාවය අවශ්‍ය වන අතර, සමහර ඉහළ මට්ටමේ යෙදුම් සඳහා 7N (99.99999%) සංශුද්ධතාවය අවශ්‍ය වේ. එපිටැක්සියල් ස්ථර 10¹⁶ පරමාණු/cm³ ට අඩු අපිරිසිදු සාන්ද්‍රණයක් පවත්වා ගත යුතුය (විශේෂයෙන් B, Al, සහ V වැනි ගැඹුරු මට්ටමේ අපද්‍රව්‍ය වළක්වා ගැනීම). යකඩ (Fe), ඇලුමිනියම් (Al) හෝ බෝරෝන් (B) වැනි අපද්‍රව්‍ය සොයා ගැනීම පවා වාහක විසිරීම ඇති කිරීමෙන්, බිඳවැටීමේ ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය අඩු කිරීමෙන් සහ අවසානයේ උපාංගයේ ක්‍රියාකාරිත්වය සහ විශ්වසනීයත්වය අවදානමට ලක් කිරීමෙන් විද්‍යුත් ගුණාංගවලට දැඩි ලෙස බලපෑම් කළ හැකි අතර, දැඩි අපිරිසිදු පාලනයක් අවශ්‍ය වේ.
සිලිකන් කාබයිඩ් අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය
- සුවිශේෂී ස්ඵටික ව්‍යුහයන් සහ ගුණාත්මකභාවය
සෙරමික්-ශ්‍රේණියේ SiC ප්‍රධාන වශයෙන් පවතින්නේ බහු ස්ඵටික කුඩු හෝ අහඹු ලෙස නැඹුරු වූ SiC ක්ෂුද්‍ර ස්ඵටික රාශියකින් සමන්විත සින්ටර් කරන ලද ශරීර ලෙසය. ද්‍රව්‍යයේ නිශ්චිත බහු වර්ග මත දැඩි පාලනයකින් තොරව බහු බහු වර්ග (උදා: α-SiC, β-SiC) අඩංගු විය හැකි අතර, සමස්ත ද්‍රව්‍ය ඝනත්වය සහ ඒකාකාරිත්වය කෙරෙහි අවධාරණය කෙරේ. එහි අභ්‍යන්තර ව්‍යුහය බහුල ධාන්‍ය මායිම් සහ අන්වීක්ෂීය සිදුරු වලින් සමන්විත වන අතර සින්ටර් කිරීමේ ආධාරක (උදා: Al₂O₃, Y₂O₃) අඩංගු විය හැකිය.
අර්ධ සන්නායක-ශ්‍රේණියේ SiC යනු ඉහළ අනුපිළිවෙලට සකස් කරන ලද ස්ඵටික ව්‍යුහයන් සහිත තනි-ස්ඵටික උපස්ථර හෝ එපිටැක්සියල් ස්ථර විය යුතුය. එයට නිරවද්‍ය ස්ඵටික වර්ධන ශිල්පීය ක්‍රම (උදා: 4H-SiC, 6H-SiC) හරහා ලබාගත් නිශ්චිත පොලිටයිප් අවශ්‍ය වේ. ඉලෙක්ට්‍රෝන සංචලනය සහ කලාප පරතරය වැනි විද්‍යුත් ගුණාංග පොලිටයිප් තේරීමට අතිශයින් සංවේදී වන අතර දැඩි පාලනයක් අවශ්‍ය වේ. වර්තමානයේ, 4H-SiC ඉහළ වාහක සංචලනය සහ බිඳවැටීමේ ක්ෂේත්‍ර ශක්තිය ඇතුළුව එහි උසස් විද්‍යුත් ගුණාංග නිසා වෙළඳපොලේ ආධිපත්‍යය දරන අතර එය බල උපාංග සඳහා වඩාත් සුදුසු වේ.
- ක්‍රියාවලි සංකීර්ණතා සංසන්දනය
සෙරමික්-ශ්‍රේණියේ SiC, "ගඩොල් සෑදීම" හා සමානව, සාපේක්ෂව සරල නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන් (කුඩු සකස් කිරීම → සෑදීම → සින්ටර් කිරීම) භාවිතා කරයි. ක්‍රියාවලියට ඇතුළත් වන්නේ:
- වාණිජ ශ්‍රේණියේ SiC කුඩු (සාමාන්‍යයෙන් මයික්‍රෝන ප්‍රමාණයේ) බන්ධක සමඟ මිශ්‍ර කිරීම
- එබීම හරහා සෑදීම
- අංශු විසරණය හරහා ඝනත්වය ලබා ගැනීම සඳහා ඉහළ උෂ්ණත්ව සින්ටර් කිරීම (1600-2200°C)
බොහෝ යෙදුම් >90% ඝනත්වයෙන් සෑහීමකට පත්විය හැකිය. සමස්ත ක්‍රියාවලියටම නිරවද්‍ය ස්ඵටික වර්ධන පාලනයක් අවශ්‍ය නොවේ, ඒ වෙනුවට සෑදීම සහ සින්ටර් කිරීමේ අනුකූලතාව කෙරෙහි අවධානය යොමු කරයි. වාසි අතර සංකීර්ණ හැඩතල සඳහා ක්‍රියාවලි නම්‍යශීලීභාවය ඇතුළත් වේ, නමුත් සාපේක්ෂව අඩු සංශුද්ධතා අවශ්‍යතා ඇත.
අර්ධ සන්නායක ශ්‍රේණියේ SiC වලට වඩා සංකීර්ණ ක්‍රියාවලීන් ඇතුළත් වේ (ඉහළ සංශුද්ධතාවයෙන් යුත් කුඩු සකස් කිරීම → තනි-ස්ඵටික උපස්ථර වර්ධනය → එපිටැක්සියල් වේෆර් තැන්පත් කිරීම → උපාංග නිෂ්පාදනය). ප්‍රධාන පියවරවලට ඇතුළත් වන්නේ:
- ප්‍රධාන වශයෙන් භෞතික වාෂ්ප ප්‍රවාහනය (PVT) ක්‍රමය හරහා උපස්ථර සකස් කිරීම
- ආන්තික තත්වයන් යටතේ (2200-2400°C, ඉහළ රික්තකය) SiC කුඩු වල උත්කෘෂ්ටකරණය.
- උෂ්ණත්ව අනුක්‍රමණ (±1°C) සහ පීඩන පරාමිතීන් නිවැරදිව පාලනය කිරීම
- ඒකාකාර ඝන, මාත්‍රණය කරන ලද ස්ථර (සාමාන්‍යයෙන් මයික්‍රෝන කිහිපයක සිට දස දහස් ගණනක) නිර්මාණය කිරීම සඳහා රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් වීම (CVD) හරහා එපිටැක්සියල් ස්ථර වර්ධනය.
දූෂණය වැළැක්වීම සඳහා සමස්ත ක්‍රියාවලියටම අතිශය පිරිසිදු පරිසරයන් (උදා: 10 පන්තියේ පිරිසිදු කාමර) අවශ්‍ය වේ. ලක්ෂණ අතරට අතිශය ක්‍රියාවලි නිරවද්‍යතාවය, තාප ක්ෂේත්‍ර සහ වායු ප්‍රවාහ අනුපාත පාලනය කිරීම අවශ්‍ය වන අතර, අමුද්‍රව්‍ය සංශුද්ධතාවය (>99.9999%) සහ උපකරණ නවීනත්වය යන දෙකටම දැඩි අවශ්‍යතා ඇත.
- සැලකිය යුතු පිරිවැය වෙනස්කම් සහ වෙළඳපල දිශානතිය
සෙරමික්-ශ්‍රේණියේ SiC විශේෂාංග:
- අමුද්‍රව්‍ය: වාණිජ ශ්‍රේණියේ කුඩු
- සාපේක්ෂව සරල ක්‍රියාවලි
- අඩු පිරිවැය: ටොන් එකකට රු. මිලියන දහස් ගණනක සිට දස දහස් ගණනක දක්වා
- පුළුල් යෙදුම්: උල්ෙල්ඛ, පරාවර්තක සහ අනෙකුත් පිරිවැය-සංවේදී කර්මාන්ත
අර්ධ සන්නායක ශ්‍රේණියේ SiC විශේෂාංග:
- දිගු උපස්ථර වර්ධන චක්‍ර
- අභියෝගාත්මක දෝෂ පාලනය
- අඩු අස්වැන්න අනුපාත
- ඉහළ පිරිවැය: අඟල් 6 උපස්ථරයකට ඇමරිකානු ඩොලර් දහස් ගණනක්
- අවධානය යොමු කළ වෙළඳපල: බල උපාංග සහ RF සංරචක වැනි ඉහළ කාර්යසාධනයක් සහිත ඉලෙක්ට්‍රොනික උපකරණ.
නව බලශක්ති වාහන සහ 5G සන්නිවේදනයේ වේගවත් සංවර්ධනයත් සමඟ, වෙළඳපල ඉල්ලුම ඝාතීය ලෙස වර්ධනය වෙමින් පවතී.
- වෙනස් යෙදුම් අවස්ථා
සෙරමික්-ශ්‍රේණියේ SiC ප්‍රධාන වශයෙන් ව්‍යුහාත්මක යෙදුම් සඳහා "කාර්මික වැඩ අශ්වයා" ලෙස සේවය කරයි. එහි විශිෂ්ට යාන්ත්‍රික ගුණාංග (ඉහළ දෘඪතාව, ඇඳුම් ප්‍රතිරෝධය) සහ තාප ගුණාංග (ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධය, ඔක්සිකරණ ප්‍රතිරෝධය) භාවිතා කරමින්, එය විශිෂ්ට වන්නේ:
- උල්ෙල්ඛ (ඇඹරුම් රෝද, වැලි කඩදාසි)
- පරාවර්තක (ඉහළ උෂ්ණත්ව උඳුන් ලයිනිං)
- ගෙවී යාම/විඛාදනයට ඔරොත්තු දෙන සංරචක (පොම්ප බොඩි, පයිප්ප ලයිනිං)
සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් ව්‍යුහාත්මක සංරචක
අර්ධ සන්නායක ශ්‍රේණියේ SiC, "ඉලෙක්ට්‍රොනික ප්‍රභූව" ලෙස ක්‍රියා කරයි, එහි පුළුල් කලාප පරතරය අර්ධ සන්නායක ගුණාංග උපයෝගී කරගනිමින් ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංගවල අද්විතීය වාසි පෙන්නුම් කරයි:
- බල උපාංග: EV ඉන්වර්ටර්, ජාල පරිවර්තක (බල පරිවර්තන කාර්යක්ෂමතාව වැඩි දියුණු කිරීම)
- RF උපාංග: 5G මූලික ස්ථාන, රේඩාර් පද්ධති (ඉහළ මෙහෙයුම් සංඛ්‍යාත සක්‍රීය කිරීම)
- දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික්ස්: නිල් LED සඳහා උපස්ථර ද්‍රව්‍ය
200-මිලිමීටර් SiC එපිටැක්සියල් වේෆර්
| මානය | සෙරමික්-ශ්‍රේණියේ SiC | අර්ධ සන්නායක ශ්‍රේණියේ SiC |
| ස්ඵටික ව්‍යුහය | බහු ස්ඵටික, බහු බහුවර්ග | තනි ස්ඵටික, දැඩි ලෙස තෝරාගත් පොලිටයිප් |
| ක්‍රියාවලි අවධානය | ඝනත්වය සහ හැඩය පාලනය කිරීම | ස්ඵටික ගුණාත්මකභාවය සහ විදුලි දේපල පාලනය |
| කාර්ය සාධන ප්‍රමුඛතාවය | යාන්ත්‍රික ශක්තිය, විඛාදන ප්‍රතිරෝධය, තාප ස්ථායිතාව | විද්‍යුත් ගුණාංග (බෑන්ඩ්පරතරය, බිඳවැටීමේ ක්ෂේත්‍රය, ආදිය) |
| යෙදුම් අවස්ථා | ව්‍යුහාත්මක සංරචක, ඇඳුම්-ප්‍රතිරෝධී කොටස්, ඉහළ උෂ්ණත්ව සංරචක | අධි බල උපාංග, අධි සංඛ්‍යාත උපාංග, දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග |
| පිරිවැය රියදුරන් | ක්‍රියාවලි නම්‍යශීලීභාවය, අමුද්‍රව්‍ය පිරිවැය | ස්ඵටික වර්ධන වේගය, උපකරණ නිරවද්‍යතාවය, අමුද්‍රව්‍ය සංශුද්ධතාවය |
සාරාංශයක් ලෙස, මූලික වෙනස පැන නගින්නේ ඒවායේ සුවිශේෂී ක්‍රියාකාරී අරමුණු වලින් ය: සෙරමික්-ශ්‍රේණියේ SiC "ආකෘතිය (ව්‍යුහය)" භාවිතා කරන අතර අර්ධ සන්නායක-ශ්‍රේණියේ SiC "ගුණාංග (විදුලි)" භාවිතා කරයි. පළමුවැන්න පිරිවැය-ඵලදායී යාන්ත්‍රික/තාප කාර්ය සාධනය අනුගමනය කරන අතර, දෙවැන්න ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත්, තනි-ස්ඵටික ක්‍රියාකාරී ද්‍රව්‍යයක් ලෙස ද්‍රව්‍ය සකස් කිරීමේ තාක්ෂණයේ උච්චතම අවස්ථාව නියෝජනය කරයි. එකම රසායනික සම්භවය බෙදා ගත්තද, සෙරමික්-ශ්‍රේණියේ සහ අර්ධ සන්නායක-ශ්‍රේණියේ SiC සංශුද්ධතාවය, ස්ඵටික ව්‍යුහය සහ නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලීන්හි පැහැදිලි වෙනස්කම් පෙන්නුම් කරයි - එහෙත් දෙකම ඔවුන්ගේ අදාළ වසම්වල කාර්මික නිෂ්පාදනයට සහ තාක්ෂණික දියුණුවට සැලකිය යුතු දායකත්වයක් සපයයි.
XKH යනු සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC) ද්‍රව්‍ය පර්යේෂණ සහ සංවර්ධන සහ නිෂ්පාදනය පිළිබඳ විශේෂිත වූ අධි තාක්ෂණික ව්‍යවසායයක් වන අතර, ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් SiC සෙරමික් සිට අර්ධ සන්නායක ශ්‍රේණියේ SiC ස්ඵටික දක්වා අභිරුචිකරණය කළ සංවර්ධනය, නිරවද්‍ය යන්ත්‍රෝපකරණ සහ මතුපිට ප්‍රතිකාර සේවා සපයයි. උසස් සූදානම් කිරීමේ තාක්ෂණයන් සහ බුද්ධිමත් නිෂ්පාදන මාර්ග උපයෝගී කරගනිමින්, XKH අර්ධ සන්නායක, නව බලශක්තිය, අභ්‍යවකාශ සහ අනෙකුත් අති නවීන ක්ෂේත්‍රවල සේවාදායකයින් සඳහා සුසර කළ හැකි-කාර්ය සාධනය (90%-7N සංශුද්ධතාවය) සහ ව්‍යුහය-පාලිත (බහු ස්ඵටික/තනි-ස්ඵටික) SiC නිෂ්පාදන සහ විසඳුම් සපයයි. අපගේ නිෂ්පාදන අර්ධ සන්නායක උපකරණ, විදුලි වාහන, 5G සන්නිවේදනය සහ අදාළ කර්මාන්තවල පුළුල් යෙදුම් සොයා ගනී.
පහත දැක්වෙන්නේ XKH විසින් නිෂ්පාදනය කරන ලද සිලිකන් කාබයිඩ් සෙරමික් උපාංග වේ.
පළ කිරීමේ කාලය: ජූලි-30-2025