సిలికాన్ కార్బైడ్ సబ్‌స్ట్రేట్ ఉత్పత్తికి ఎదురయ్యే సవాళ్లు ఏమిటి?

సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) అనేది డైమండ్ మరియు క్యూబిక్ బోరాన్ నైట్రైడ్ వంటి ఇతర గట్టి పదార్థాల మాదిరిగానే అధిక బంధ శక్తిని కలిగి ఉండే పదార్థం. అయినప్పటికీ, SiC యొక్క అధిక బంధం శక్తి సాంప్రదాయ ద్రవీభవన పద్ధతుల ద్వారా నేరుగా కడ్డీలుగా స్ఫటికీకరించడం కష్టతరం చేస్తుంది. అందువల్ల, పెరుగుతున్న సిలికాన్ కార్బైడ్ స్ఫటికాల ప్రక్రియలో ఆవిరి దశ ఎపిటాక్సీ సాంకేతిక పరిజ్ఞానాన్ని ఉపయోగించడం జరుగుతుంది. ఈ పద్ధతిలో, వాయు పదార్థాలు క్రమంగా ఉపరితలం యొక్క ఉపరితలంపై జమ చేయబడతాయి మరియు ఘన స్ఫటికాలుగా స్ఫటికీకరించబడతాయి. డిపాజిటెడ్ పరమాణువులు నిర్దిష్ట క్రిస్టల్ దిశలో పెరగడానికి మార్గనిర్దేశం చేయడంలో సబ్‌స్ట్రేట్ కీలక పాత్ర పోషిస్తుంది, దీని ఫలితంగా నిర్దిష్ట క్రిస్టల్ నిర్మాణంతో ఎపిటాక్సియల్ పొర ఏర్పడుతుంది.

వ్యయ-సమర్థత

సిలికాన్ కార్బైడ్ చాలా నెమ్మదిగా పెరుగుతుంది, సాధారణంగా నెలకు 2 సెం.మీ. పారిశ్రామిక ఉత్పత్తిలో, ఒక క్రిస్టల్ గ్రోత్ ఫర్నేస్ యొక్క వార్షిక ఉత్పత్తి సామర్థ్యం 400-500 ముక్కలు మాత్రమే. అదనంగా, క్రిస్టల్ గ్రోత్ ఫర్నేస్ యొక్క ధర ఎక్కువగా ఉంటుంది. అందువల్ల, సిలికాన్ కార్బైడ్ ఉత్పత్తి ఖరీదైన మరియు అసమర్థమైన ప్రక్రియ.

ఉత్పత్తి సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరచడానికి మరియు ఖర్చులను తగ్గించడానికి, సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క ఎపిటాక్సియల్ పెరుగుదలఉపరితలమరింత సహేతుకమైన ఎంపికగా మారింది. ఈ పద్ధతి భారీ ఉత్పత్తిని సాధించగలదు. నేరుగా కత్తిరించడంతో పోలిస్తేసిలికాన్ కార్బైడ్ కడ్డీలు, ఎపిటాక్సియల్ టెక్నాలజీ పారిశ్రామిక ఉత్పత్తి అవసరాలను మరింత సమర్థవంతంగా తీర్చగలదు, తద్వారా సిలికాన్ కార్బైడ్ పదార్థాల మార్కెట్ పోటీతత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది.

కట్టింగ్ కష్టం

సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) నెమ్మదిగా పెరగడమే కాకుండా, అధిక ఖర్చులకు దారి తీస్తుంది, కానీ ఇది చాలా కష్టంగా ఉంటుంది, దాని కోత ప్రక్రియను మరింత కష్టతరం చేస్తుంది. సిలికాన్ కార్బైడ్‌ను కత్తిరించడానికి డైమండ్ వైర్‌ను ఉపయోగిస్తున్నప్పుడు, కట్టింగ్ వేగం నెమ్మదిగా ఉంటుంది, కట్ మరింత అసమానంగా ఉంటుంది మరియు సిలికాన్ కార్బైడ్ ఉపరితలంపై పగుళ్లను వదిలివేయడం సులభం. అదనంగా, అధిక మొహ్స్ కాఠిన్యం కలిగిన పదార్థాలు మరింత పెళుసుగా ఉంటాయిసిలికాన్ కార్బైడ్ వాఫ్సిలికాన్ పొరల కంటే కోత సమయంలో విరిగిపోయే అవకాశం ఉంది. ఈ కారకాలు సాపేక్షంగా అధిక పదార్థ ధరకు కారణమవుతాయిసిలికాన్ కార్బైడ్ పొరలు. అందువల్ల, టెస్లా వంటి కొంతమంది వాహన తయారీదారులు, మొదట్లో సిలికాన్ కార్బైడ్ పదార్థాలను ఉపయోగించే మోడల్‌లను పరిగణనలోకి తీసుకుంటారు, చివరికి మొత్తం వాహనం ధరను తగ్గించడానికి ఇతర ఎంపికలను ఎంచుకోవచ్చు.

క్రిస్టల్ నాణ్యత

పెరగడం ద్వారాSiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలుఉపరితలంపై, క్రిస్టల్ నాణ్యత మరియు లాటిస్ మ్యాచింగ్‌ను సమర్థవంతంగా నియంత్రించవచ్చు. సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క క్రిస్టల్ నిర్మాణం ఎపిటాక్సియల్ పొర యొక్క క్రిస్టల్ నాణ్యత మరియు లోపం సాంద్రతను ప్రభావితం చేస్తుంది, తద్వారా SiC పదార్థాల పనితీరు మరియు స్థిరత్వాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది. ఈ విధానం అధిక నాణ్యత మరియు తక్కువ లోపాలతో SiC స్ఫటికాల ఉత్పత్తిని అనుమతిస్తుంది, తద్వారా తుది పరికరం యొక్క పనితీరును మెరుగుపరుస్తుంది.

స్ట్రెయిన్ సర్దుబాటు

మధ్య లాటిస్ సరిపోలికఉపరితలఇంకాఎపిటాక్సియల్ పొరSiC పదార్థం యొక్క జాతి స్థితిపై ముఖ్యమైన ప్రభావాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ఈ సరిపోలికను సర్దుబాటు చేయడం ద్వారా, ఎలక్ట్రానిక్ నిర్మాణం మరియు ఆప్టికల్ లక్షణాలుSiC ఎపిటాక్సియల్ పొరమార్చవచ్చు, తద్వారా పరికరం యొక్క పనితీరు మరియు కార్యాచరణపై ముఖ్యమైన ప్రభావం ఉంటుంది. ఈ స్ట్రెయిన్ అడ్జస్ట్‌మెంట్ టెక్నాలజీ SiC పరికరాల పనితీరును మెరుగుపరచడంలో కీలకమైన అంశాలలో ఒకటి.

మెటీరియల్ లక్షణాలను నియంత్రించండి

వివిధ రకాల సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై SiC యొక్క ఎపిటాక్సీ ద్వారా, వివిధ క్రిస్టల్ ఓరియంటేషన్‌లతో SiC వృద్ధిని సాధించవచ్చు, తద్వారా నిర్దిష్ట క్రిస్టల్ ప్లేన్ దిశలతో SiC స్ఫటికాలను పొందవచ్చు. ఈ విధానం వివిధ అప్లికేషన్ ప్రాంతాల అవసరాలను తీర్చడానికి SiC పదార్థాల లక్షణాలను టైలరింగ్ చేయడానికి అనుమతిస్తుంది. ఉదాహరణకి,SiC ఎపిటాక్సియల్ పొరలువివిధ సాంకేతిక మరియు పారిశ్రామిక అనువర్తన అవసరాలను తీర్చడానికి నిర్దిష్ట ఎలక్ట్రానిక్ మరియు ఆప్టికల్ లక్షణాలను పొందేందుకు 4H-SiC లేదా 6H-SiC ఉపరితలాలపై పెంచవచ్చు.