সেমিকন্ডাক্টর শিল্পে উচ্চ-তাপীয় পরিবাহিতা SiC সিরামিকের চাহিদা কেন বাড়ছে?

বর্তমানে,সিলিকন কার্বাইড (SiC)তাপ পরিবাহী সিরামিক উপকরণ উভয় দেশীয় এবং আন্তর্জাতিকভাবে গবেষণার একটি অত্যন্ত সক্রিয় এলাকা. একটি তাত্ত্বিক তাপ পরিবাহিতা যা নির্দিষ্ট স্ফটিক প্রকারের জন্য 270 W/mK পর্যন্ত পৌঁছাতে পারে,SiCঅ-পরিবাহী উপকরণ শীর্ষ পারফর্মারদের মধ্যে. এর প্রয়োগগুলি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস সাবস্ট্রেট, উচ্চ-তাপ-পরিবাহী সিরামিক উপকরণ, সেমিকন্ডাক্টর প্রক্রিয়াকরণে হিটার এবং হট প্লেট, পারমাণবিক জ্বালানীর জন্য ক্যাপসুল উপকরণ এবং কম্প্রেসার পাম্পে বায়ুরোধী সিল জুড়ে বিস্তৃত।

কিভাবে হয়সিলিকন কার্বাইডসেমিকন্ডাক্টর শিল্পে প্রয়োগ করা হয়?

সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের মধ্যে সিলিকন ওয়েফার উৎপাদনে নাকাল প্লেট এবং ফিক্সচারগুলি অপরিহার্য প্রক্রিয়া সরঞ্জাম। যদি গ্রাইন্ডিং প্লেটগুলি ঢালাই লোহা বা কার্বন ইস্পাত থেকে তৈরি করা হয়, তবে সেগুলির আয়ু কম থাকে এবং তাপীয় প্রসারণের উচ্চ গুণাঙ্ক থাকে। সিলিকন ওয়েফার প্রক্রিয়াকরণের সময়, বিশেষত উচ্চ-গতির নাকাল বা পলিশিংয়ের সময়, এই গ্রাইন্ডিং প্লেটের পরিধান এবং তাপীয় বিকৃতি সিলিকন ওয়েফারগুলির সমতলতা এবং সমান্তরালতা বজায় রাখাকে চ্যালেঞ্জিং করে তোলে। যাইহোক, সিলিকন কার্বাইড সিরামিক থেকে তৈরি গ্রাইন্ডিং প্লেটগুলি উচ্চ কঠোরতা এবং কম পরিধান প্রদর্শন করে, তাপীয় প্রসারণের সহগ যা সিলিকন ওয়েফারগুলির সাথে ঘনিষ্ঠভাবে মেলে, উচ্চ-গতির গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিং সক্ষম করে।

অধিকন্তু, সিলিকন ওয়েফার উৎপাদনের সময়, উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ চিকিত্সার প্রয়োজন হয়, প্রায়ই পরিবহনের জন্য সিলিকন কার্বাইড ফিক্সচার ব্যবহার করা হয়। এই ফিক্সচারগুলি তাপ এবং ক্ষতি প্রতিরোধী এবং কার্যক্ষমতা বাড়াতে, ওয়েফারের ক্ষতি কমাতে এবং দূষণের বিস্তার রোধ করতে হীরার মতো কার্বন (DLC) দিয়ে লেপা হতে পারে। অতিরিক্তভাবে, তৃতীয় প্রজন্মের ওয়াইড-ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর উপকরণের প্রতিনিধি হিসাবে, সিলিকন কার্বাইড একক স্ফটিকগুলির বৈশিষ্ট্য রয়েছে যেমন একটি প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ (সিলিকনের প্রায় তিন গুণ), উচ্চ তাপ পরিবাহিতা (সিলিকনের প্রায় 3.3 গুণ বা 10 গুণ) GaAs এর), উচ্চ ইলেক্ট্রন স্যাচুরেশন বেগ (সিলিকনের প্রায় 2.5 গুণ), এবং একটি উচ্চ ভাঙ্গন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র (সিলিকনের প্রায় 10 গুণ বা GaAs-এর পাঁচ গুণ)। সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলি ব্যবহারিক অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ঐতিহ্যগত সেমিকন্ডাক্টর উপাদান ডিভাইসগুলির ত্রুটিগুলির জন্য ক্ষতিপূরণ দেয় এবং ধীরে ধীরে পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টরগুলিতে মূলধারায় পরিণত হয়।

কেন উচ্চ তাপ পরিবাহিতা জন্য চাহিদাSiC সিরামিকউত্থিত?

ক্রমাগত প্রযুক্তিগত অগ্রগতি সঙ্গে, জন্য চাহিদাসিলিকন কার্বাইড সিরামিকসেমিকন্ডাক্টর শিল্পে দ্রুত বৃদ্ধি পাচ্ছে। উচ্চ তাপ পরিবাহিতা অর্ধপরিবাহী উত্পাদন সরঞ্জাম উপাদানগুলিতে তাদের প্রয়োগের জন্য একটি গুরুত্বপূর্ণ সূচক, যা গবেষণাকে উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা তৈরি করে।SiC সিরামিকগুরুত্বপূর্ণ জালিতে অক্সিজেনের পরিমাণ হ্রাস করা, ঘনত্ব বৃদ্ধি করা এবং যৌক্তিকভাবে জালিতে দ্বিতীয় পর্বের বিতরণ নিয়ন্ত্রণ করা হল এর তাপ পরিবাহিতা বাড়ানোর প্রাথমিক পদ্ধতি।সিলিকন কার্বাইড সিরামিক.

বর্তমানে, উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা নিয়ে গবেষণা চলছেSiC সিরামিকচীনে সীমিত এবং বৈশ্বিক মানের তুলনায় উল্লেখযোগ্যভাবে পিছিয়ে রয়েছে। ভবিষ্যতের গবেষণা নির্দেশাবলী অন্তর্ভুক্ত:

প্রস্তুতি প্রক্রিয়া গবেষণা শক্তিশালীকরণSiC সিরামিকপাউডার, উচ্চ-বিশুদ্ধতার প্রস্তুতি হিসাবে, কম-অক্সিজেন SiC পাউডার উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা অর্জনের জন্য মৌলিকSiC সিরামিক.

সিন্টারিং এইডস নির্বাচন এবং তাত্ত্বিক গবেষণা বৃদ্ধি.

উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা অর্জনের জন্য যুক্তিসঙ্গত মাইক্রোস্ট্রাকচার পাওয়ার জন্য সিন্টারিং প্রক্রিয়া নিয়ন্ত্রণ করা অপরিহার্যSiC সিরামিক.

কি ব্যবস্থা তাপ পরিবাহিতা উন্নত করতে পারেSiC সিরামিক?

এর তাপ পরিবাহিতা উন্নত করার চাবিকাঠিSiC সিরামিকফোনন স্ক্যাটারিং ফ্রিকোয়েন্সি হ্রাস করা এবং ফোননগুলির গড় মুক্ত পথ বৃদ্ধি করা। এর ছিদ্রতা এবং শস্যের সীমানা ঘনত্ব হ্রাস করে এটি কার্যকরভাবে অর্জন করা যেতে পারেSiC সিরামিক, SiC শস্যের সীমানাগুলির বিশুদ্ধতা বৃদ্ধি করে, SiC জালিতে অমেধ্য বা ত্রুটিগুলি হ্রাস করে এবং SiC-তে তাপীয় পরিবহন বাহক বৃদ্ধি করে। বর্তমানে, সিন্টারিং এইডের ধরন এবং বিষয়বস্তুকে অপ্টিমাইজ করা এবং উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ চিকিত্সা হল তাপ পরিবাহিতা বাড়ানোর প্রাথমিক পদক্ষেপ।SiC সিরামিক.

সিন্টারিং এইডসের ধরন এবং বিষয়বস্তু অপ্টিমাইজ করা

উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা তৈরির সময় বিভিন্ন সিন্টারিং এইডগুলি প্রায়শই যোগ করা হয়SiC সিরামিক. এই sintering এইডের ধরন এবং বিষয়বস্তু উল্লেখযোগ্যভাবে তাপ পরিবাহিতা প্রভাবিত করেSiC সিরামিক. উদাহরণস্বরূপ, Al2O3 সিস্টেমের সিন্টারিং এইডের Al বা O-এর মতো উপাদানগুলি সহজে SiC জালিতে দ্রবীভূত হতে পারে, শূন্যস্থান এবং ত্রুটি তৈরি করে, এইভাবে ফোনন বিচ্ছুরণের ফ্রিকোয়েন্সি বৃদ্ধি করে। তদ্ব্যতীত, যদি সিন্টারিং সহায়তার সামগ্রী খুব কম হয়, তবে উপাদানটি সিন্টারিংয়ের সময় ঘনীভূত নাও হতে পারে, যেখানে উচ্চ সিন্টারিং সহায়তা সামগ্রীর কারণে অমেধ্য এবং ত্রুটিগুলি বৃদ্ধি পেতে পারে। অত্যধিক তরল-ফেজ সিন্টারিং এইডগুলিও এসআইসি শস্যের বৃদ্ধিকে বাধা দিতে পারে, ফোনন মানে মুক্ত পথকে হ্রাস করে। অতএব, উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা অর্জন করতেSiC সিরামিক, ঘনত্ব নিশ্চিত করার সময় সিন্টারিং এইড সামগ্রীকে ছোট করা প্রয়োজন, এবং সিন্টারিং এইডগুলি নির্বাচন করুন যা SiC জালিতে সহজে দ্রবণীয় নয়।

বর্তমানে, গরম চাপাSiC সিরামিকসিন্টারিং সাহায্য হিসাবে BeO ব্যবহার করে সর্বোচ্চ কক্ষ-তাপমাত্রার তাপ পরিবাহিতা প্রদর্শন করে (270 W·m-1·K-1)। যাইহোক, BeO অত্যন্ত বিষাক্ত এবং কার্সিনোজেনিক, এটিকে গবেষণাগারে বা শিল্পে ব্যাপক ব্যবহারের জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে। Y2O3-Al2O3 সিস্টেমের 1760°C তাপমাত্রায় একটি ইউটেটিক পয়েন্ট রয়েছে এবং এটি একটি সাধারণ তরল-ফেজ সিন্টারিং সহায়তাSiC সিরামিক, কিন্তু যেহেতু Al3+ সহজে SiC জালিতে দ্রবীভূত হয়,SiC সিরামিকসিন্টারিং সাহায্য হিসাবে এই সিস্টেমের সাথে ঘরের তাপমাত্রা 200 W·m-1·K-1 এর নিচে থাকে।

বিরল পৃথিবীর উপাদান যেমন Y, Sm, Sc, Gd, এবং La সহজে SiC জালিতে দ্রবণীয় নয় এবং উচ্চ অক্সিজেন সম্বন্ধযুক্ত, কার্যকরভাবে SiC জালিতে অক্সিজেনের পরিমাণ কমিয়ে দেয়। অতএব, Y2O3-RE2O3 (RE=Sm, Sc, Gd, La) সিস্টেমটি সাধারণত উচ্চ-তাপ-পরিবাহিতা (>200 W·m-1·K-1) প্রস্তুত করার জন্য সিন্টারিং সাহায্য হিসাবে ব্যবহৃত হয়।SiC সিরামিক. উদাহরণস্বরূপ, Y2O3-Sc2O3 সিস্টেমে, Y3+ এবং Si4+ এর মধ্যে আয়নিক বিচ্যুতি তাৎপর্যপূর্ণ, যা কঠিন সমাধান গঠনে বাধা দেয়। বিশুদ্ধ SiC-তে Sc-এর দ্রবণীয়তা 1800~2600°C তাপমাত্রায় তুলনামূলকভাবে কম, প্রায় (2~3)×10^17 পরমাণু·cm^-3।

বিভিন্ন সিন্টারিং এইড সহ SiC সিরামিকের তাপীয় বৈশিষ্ট্য

উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ চিকিত্সা

উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ চিকিত্সাSiC সিরামিকজালির ত্রুটি, স্থানচ্যুতি এবং অবশিষ্ট স্ট্রেস দূর করতে সাহায্য করে, কিছু নিরাকার কাঠামোকে স্ফটিক কাঠামোতে রূপান্তরিত করে এবং ফোনন বিচ্ছুরণ হ্রাস করে। উপরন্তু, উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ চিকিত্সা কার্যকরভাবে SiC শস্য বৃদ্ধির প্রচার করে, শেষ পর্যন্ত উপাদানটির তাপীয় বৈশিষ্ট্যগুলিকে বাড়িয়ে তোলে। উদাহরণস্বরূপ, 1950 ডিগ্রি সেলসিয়াসে উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ চিকিত্সার পরে, এর তাপীয় বিচ্ছিন্নতাSiC সিরামিক83.03 mm2·s-1 থেকে বেড়ে 89.50 mm2·s-1 হয়েছে, এবং কক্ষ-তাপমাত্রার তাপ পরিবাহিতা 180.94 W·m-1·K-1 থেকে বেড়ে 192.17 W·m-1·K-1 হয়েছে। উচ্চ-তাপমাত্রার তাপ চিকিত্সা উল্লেখযোগ্যভাবে SiC পৃষ্ঠ এবং জালিতে সিন্টারিং এইডগুলির ডিঅক্সিডেশন ক্ষমতাকে উন্নত করে এবং SiC শস্য সংযোগগুলিকে শক্ত করে। ফলস্বরূপ, রুম-তাপমাত্রার তাপ পরিবাহিতাSiC সিরামিকউচ্চ-তাপমাত্রার তাপ চিকিত্সার পরে উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত হয়৷**

সেমিকোরেক্সে আমরা বিশেষজ্ঞSiC সিরামিকএবং সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদনে প্রয়োগ করা অন্যান্য সিরামিক সামগ্রী, আপনার যদি কোনও জিজ্ঞাসা থাকে বা অতিরিক্ত বিবরণের প্রয়োজন হয়, দয়া করে আমাদের সাথে যোগাযোগ করতে দ্বিধা করবেন না।

যোগাযোগের ফোন: +86-13567891907

ইমেইল: sales@semicorex.com