சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) என்பது குறைக்கடத்தித் தொழில் மற்றும் மேம்பட்ட பீங்கான் தயாரிப்புகள் இரண்டிலும் காணப்படும் ஒரு குறிப்பிடத்தக்க கலவை ஆகும். இது பெரும்பாலும் சாதாரண மக்களிடையே குழப்பத்தை ஏற்படுத்துகிறது, அவர்கள் அவற்றை ஒரே வகையான தயாரிப்பு என்று தவறாக நினைக்கலாம். உண்மையில், ஒரே மாதிரியான வேதியியல் கலவையைப் பகிர்ந்து கொண்டாலும், SiC, தேய்மான-எதிர்ப்பு மேம்பட்ட பீங்கான்களாகவோ அல்லது உயர்-செயல்திறன் குறைக்கடத்திகளாகவோ வெளிப்படுகிறது, தொழில்துறை பயன்பாடுகளில் முற்றிலும் மாறுபட்ட பாத்திரங்களை வகிக்கிறது. படிக அமைப்பு, உற்பத்தி செயல்முறைகள், செயல்திறன் பண்புகள் மற்றும் பயன்பாட்டுத் துறைகள் ஆகியவற்றின் அடிப்படையில் பீங்கான்-தர மற்றும் குறைக்கடத்தி-தர SiC பொருட்களுக்கு இடையே குறிப்பிடத்தக்க வேறுபாடுகள் உள்ளன.
- மூலப்பொருட்களுக்கான மாறுபட்ட தூய்மைத் தேவைகள்
பீங்கான்-தர SiC அதன் தூள் மூலப்பொருளுக்கு ஒப்பீட்டளவில் மென்மையான தூய்மைத் தேவைகளைக் கொண்டுள்ளது. பொதுவாக, 90%-98% தூய்மை கொண்ட வணிக-தர தயாரிப்புகள் பெரும்பாலான பயன்பாட்டுத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய முடியும், இருப்பினும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட கட்டமைப்பு மட்பாண்டங்களுக்கு 98%-99.5% தூய்மை தேவைப்படலாம் (எ.கா., எதிர்வினை-பிணைக்கப்பட்ட SiC க்கு கட்டுப்படுத்தப்பட்ட இலவச சிலிக்கான் உள்ளடக்கம் தேவைப்படுகிறது). இது சில அசுத்தங்களை பொறுத்துக்கொள்கிறது மற்றும் சில நேரங்களில் சின்டரிங் செயல்திறனை மேம்படுத்தவும், சின்டரிங் வெப்பநிலையைக் குறைக்கவும், இறுதி தயாரிப்பு அடர்த்தியை அதிகரிக்கவும் அலுமினிய ஆக்சைடு (Al₂O₃) அல்லது யிட்ரியம் ஆக்சைடு (Y₂O₃) போன்ற சின்டரிங் உதவிகளை வேண்டுமென்றே இணைக்கிறது.
குறைக்கடத்தி-தர SiC கிட்டத்தட்ட சரியான தூய்மை நிலைகளைக் கோருகிறது. அடி மூலக்கூறு-தர ஒற்றை படிக SiC க்கு ≥99.9999% (6N) தூய்மை தேவைப்படுகிறது, சில உயர்நிலை பயன்பாடுகளுக்கு 7N (99.99999%) தூய்மை தேவைப்படுகிறது. எபிடாக்சியல் அடுக்குகள் 10¹⁶ அணுக்கள்/செ.மீ³ க்கும் குறைவான தூய்மையை பராமரிக்க வேண்டும் (குறிப்பாக B, Al, மற்றும் V போன்ற ஆழமான-நிலை அசுத்தங்களைத் தவிர்க்கிறது). இரும்பு (Fe), அலுமினியம் (Al) அல்லது போரான் (B) போன்ற சுவடு அசுத்தங்கள் கூட கேரியர் சிதறலை ஏற்படுத்துவதன் மூலமும், முறிவு புல வலிமையைக் குறைப்பதன் மூலமும், இறுதியில் சாதன செயல்திறன் மற்றும் நம்பகத்தன்மையை சமரசம் செய்வதன் மூலமும் மின் பண்புகளை கடுமையாக பாதிக்கலாம், இதனால் கடுமையான தூய்மையற்ற கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது.
சிலிக்கான் கார்பைடு குறைக்கடத்தி பொருள்
- தனித்துவமான படிக கட்டமைப்புகள் மற்றும் தரம்
பீங்கான்-தர SiC முதன்மையாக பாலிகிரிஸ்டலின் பவுடர் அல்லது ஏராளமான சீரற்ற முறையில் சார்ந்த SiC மைக்ரோகிரிஸ்டல்களால் ஆன சின்டர் செய்யப்பட்ட உடல்களாக உள்ளது. இந்த பொருள் குறிப்பிட்ட பாலிடைப்களின் மீது கடுமையான கட்டுப்பாடு இல்லாமல் பல பாலிடைப்களை (எ.கா., α-SiC, β-SiC) கொண்டிருக்கலாம், அதற்கு பதிலாக ஒட்டுமொத்த பொருள் அடர்த்தி மற்றும் சீரான தன்மைக்கு முக்கியத்துவம் கொடுக்கலாம். அதன் உள் அமைப்பு ஏராளமான தானிய எல்லைகள் மற்றும் நுண்ணிய துளைகளைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் சின்டரிங் எய்ட்களைக் கொண்டிருக்கலாம் (எ.கா., Al₂O₃, Y₂O₃).
குறைக்கடத்தி-தர SiC என்பது ஒற்றை-படிக அடி மூலக்கூறுகளாகவோ அல்லது உயர் வரிசைப்படுத்தப்பட்ட படிக அமைப்புகளைக் கொண்ட எபிடாக்சியல் அடுக்குகளாகவோ இருக்க வேண்டும். இதற்கு துல்லியமான படிக வளர்ச்சி நுட்பங்கள் (எ.கா., 4H-SiC, 6H-SiC) மூலம் பெறப்பட்ட குறிப்பிட்ட பாலிடைப்புகள் தேவைப்படுகின்றன. எலக்ட்ரான் இயக்கம் மற்றும் பேண்ட்கேப் போன்ற மின் பண்புகள் பாலிடைப் தேர்வுக்கு மிகவும் உணர்திறன் கொண்டவை, இதனால் கடுமையான கட்டுப்பாடு தேவைப்படுகிறது. தற்போது, 4H-SiC அதிக கேரியர் இயக்கம் மற்றும் முறிவு புல வலிமை உள்ளிட்ட அதன் உயர்ந்த மின் பண்புகள் காரணமாக சந்தையில் ஆதிக்கம் செலுத்துகிறது, இது மின் சாதனங்களுக்கு ஏற்றதாக அமைகிறது.
- செயல்முறை சிக்கலான ஒப்பீடு
பீங்கான்-தர SiC ஒப்பீட்டளவில் எளிமையான உற்பத்தி செயல்முறைகளைப் பயன்படுத்துகிறது (தூள் தயாரித்தல் → உருவாக்குதல் → சின்டரிங்), இது "செங்கல் தயாரித்தல்" போன்றது. இந்த செயல்முறை பின்வருவனவற்றை உள்ளடக்கியது:
- வணிக தர SiC பொடியை (பொதுவாக மைக்ரான் அளவு) பைண்டர்களுடன் கலத்தல்.
- அழுத்துவதன் மூலம் உருவாக்குதல்
- துகள் பரவல் மூலம் அடர்த்தியை அடைய உயர்-வெப்பநிலை சின்டரிங் (1600-2200°C)
பெரும்பாலான பயன்பாடுகளை >90% அடர்த்தியுடன் திருப்திப்படுத்தலாம். முழு செயல்முறைக்கும் துல்லியமான படிக வளர்ச்சி கட்டுப்பாடு தேவையில்லை, மாறாக உருவாக்கம் மற்றும் சின்டரிங் நிலைத்தன்மையில் கவனம் செலுத்துகிறது. ஒப்பீட்டளவில் குறைந்த தூய்மை தேவைகள் இருந்தாலும், சிக்கலான வடிவங்களுக்கான செயல்முறை நெகிழ்வுத்தன்மை நன்மைகளில் அடங்கும்.
குறைக்கடத்தி-தர SiC மிகவும் சிக்கலான செயல்முறைகளை உள்ளடக்கியது (உயர்-தூய்மை தூள் தயாரிப்பு → ஒற்றை-படிக அடி மூலக்கூறு வளர்ச்சி → எபிடாக்சியல் வேஃபர் படிவு → சாதன உருவாக்கம்). முக்கிய படிகளில் பின்வருவன அடங்கும்:
- முதன்மையாக இயற்பியல் நீராவி போக்குவரத்து (PVT) முறை மூலம் அடி மூலக்கூறு தயாரிப்பு
- தீவிர நிலைமைகளில் (2200-2400°C, அதிக வெற்றிடம்) SiC பொடியின் பதங்கமாதல்.
- வெப்பநிலை சாய்வு (±1°C) மற்றும் அழுத்த அளவுருக்களின் துல்லியமான கட்டுப்பாடு
- வேதியியல் நீராவி படிவு (CVD) வழியாக எபிடாக்சியல் அடுக்கு வளர்ச்சி, சீரான தடிமனான, டோப் செய்யப்பட்ட அடுக்குகளை உருவாக்குகிறது (பொதுவாக பல முதல் பத்து மைக்ரான்கள் வரை)
மாசுபடுவதைத் தடுக்க முழு செயல்முறைக்கும் மிகவும் சுத்தமான சூழல்கள் (எ.கா., வகுப்பு 10 சுத்தமான அறைகள்) தேவை. சிறப்பியல்புகளில் தீவிர செயல்முறை துல்லியம், வெப்ப புலங்கள் மற்றும் வாயு ஓட்ட விகிதங்கள் மீதான கட்டுப்பாடு தேவை, மூலப்பொருள் தூய்மை (>99.9999%) மற்றும் உபகரண நுட்பம் ஆகிய இரண்டிற்கும் கடுமையான தேவைகள் உள்ளன.
- குறிப்பிடத்தக்க செலவு வேறுபாடுகள் மற்றும் சந்தை நோக்குநிலைகள்
பீங்கான்-தர SiC அம்சங்கள்:
- மூலப்பொருள்: வணிக தர தூள்
- ஒப்பீட்டளவில் எளிமையான செயல்முறைகள்
- குறைந்த விலை: ஒரு டன்னுக்கு ஆயிரக்கணக்கான முதல் பல்லாயிரக்கணக்கான RMB வரை
- பரந்த பயன்பாடுகள்: உராய்வுப் பொருட்கள், பயனற்ற பொருட்கள் மற்றும் பிற செலவு உணர்திறன் கொண்ட தொழில்கள்.
குறைக்கடத்தி-தர SiC அம்சங்கள்:
- நீண்ட அடி மூலக்கூறு வளர்ச்சி சுழற்சிகள்
- சவாலான குறைபாடு கட்டுப்பாடு
- குறைந்த மகசூல் விகிதங்கள்
- அதிக விலை: 6-அங்குல அடி மூலக்கூறுக்கு ஆயிரக்கணக்கான அமெரிக்க டாலர்கள்.
- கவனம் செலுத்தப்பட்ட சந்தைகள்: மின் சாதனங்கள் மற்றும் RF கூறுகள் போன்ற உயர் செயல்திறன் கொண்ட மின்னணுவியல் பொருட்கள்.
புதிய ஆற்றல் வாகனங்கள் மற்றும் 5G தகவல்தொடர்புகளின் விரைவான வளர்ச்சியுடன், சந்தை தேவை அதிவேகமாக வளர்ந்து வருகிறது.
- வேறுபட்ட பயன்பாட்டு காட்சிகள்
பீங்கான்-தர SiC முதன்மையாக கட்டமைப்பு பயன்பாடுகளுக்கு "தொழில்துறை வேலைக்காரராக" செயல்படுகிறது. அதன் சிறந்த இயந்திர பண்புகள் (அதிக கடினத்தன்மை, உடைகள் எதிர்ப்பு) மற்றும் வெப்ப பண்புகள் (அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு, ஆக்சிஜனேற்ற எதிர்ப்பு) ஆகியவற்றைப் பயன்படுத்தி, இது சிறந்து விளங்குகிறது:
- சிராய்ப்புகள் (அரைக்கும் சக்கரங்கள், மணர்த்துகள்கள் கொண்ட காகிதம்)
- ஒளிவிலகல் நிலையங்கள் (உயர் வெப்பநிலை சூளை லைனிங்)
- தேய்மானம்/அரிப்பை எதிர்க்கும் கூறுகள் (பம்ப் பாடிகள், பைப் லைனிங்)
சிலிக்கான் கார்பைடு பீங்கான் கட்டமைப்பு கூறுகள்
குறைக்கடத்தி-தர SiC, மின்னணு சாதனங்களில் தனித்துவமான நன்மைகளை நிரூபிக்க அதன் பரந்த பட்டை இடைவெளி குறைக்கடத்தி பண்புகளைப் பயன்படுத்தி, "மின்னணு உயரடுக்காக" செயல்படுகிறது:
- மின் சாதனங்கள்: EV இன்வெர்ட்டர்கள், கிரிட் மாற்றிகள் (மின் மாற்ற செயல்திறனை மேம்படுத்துதல்)
- RF சாதனங்கள்: 5G அடிப்படை நிலையங்கள், ரேடார் அமைப்புகள் (அதிக இயக்க அதிர்வெண்களை செயல்படுத்துதல்)
- ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக்ஸ்: நீல LED களுக்கான அடி மூலக்கூறு பொருள்
200-மில்லிமீட்டர் SiC எபிடாக்சியல் வேஃபர்
| பரிமாணம் | பீங்கான்-தர SiC | குறைக்கடத்தி-தர SiC |
| படிக அமைப்பு | பாலிகிரிஸ்டலின், பல பாலிடைப்கள் | ஒற்றை படிகம், கண்டிப்பாக தேர்ந்தெடுக்கப்பட்ட பாலிடைப்கள் |
| செயல்முறை கவனம் | அடர்த்தி மற்றும் வடிவக் கட்டுப்பாடு | படிக தரம் மற்றும் மின் சொத்து கட்டுப்பாடு |
| செயல்திறன் முன்னுரிமை | இயந்திர வலிமை, அரிப்பு எதிர்ப்பு, வெப்ப நிலைத்தன்மை | மின் பண்புகள் (பேண்ட்கேப், முறிவு புலம், முதலியன) |
| பயன்பாட்டு காட்சிகள் | கட்டமைப்பு கூறுகள், தேய்மான-எதிர்ப்பு பாகங்கள், உயர் வெப்பநிலை கூறுகள் | உயர்-சக்தி சாதனங்கள், உயர்-அதிர்வெண் சாதனங்கள், ஆப்டோ எலக்ட்ரானிக் சாதனங்கள் |
| செலவு இயக்கிகள் | செயல்முறை நெகிழ்வுத்தன்மை, மூலப்பொருள் செலவு | படிக வளர்ச்சி விகிதம், உபகரண துல்லியம், மூலப்பொருள் தூய்மை |
சுருக்கமாக, அடிப்படை வேறுபாடு அவற்றின் தனித்துவமான செயல்பாட்டு நோக்கங்களிலிருந்து உருவாகிறது: பீங்கான்-தர SiC "வடிவம் (கட்டமைப்பு)" ஐப் பயன்படுத்துகிறது, அதே நேரத்தில் குறைக்கடத்தி-தர SiC "பண்புகளை (மின்சாரம்)" பயன்படுத்துகிறது. முந்தையது செலவு குறைந்த இயந்திர/வெப்ப செயல்திறனைப் பின்பற்றுகிறது, அதே நேரத்தில் பிந்தையது உயர்-தூய்மை, ஒற்றை-படிக செயல்பாட்டுப் பொருளாக பொருள் தயாரிப்பு தொழில்நுட்பத்தின் உச்சத்தை பிரதிபலிக்கிறது. ஒரே வேதியியல் தோற்றத்தைப் பகிர்ந்து கொண்டாலும், பீங்கான்-தர மற்றும் குறைக்கடத்தி-தர SiC தூய்மை, படிக அமைப்பு மற்றும் உற்பத்தி செயல்முறைகளில் தெளிவான வேறுபாடுகளைக் காட்டுகின்றன - இருப்பினும் இரண்டும் அந்தந்த களங்களில் தொழில்துறை உற்பத்தி மற்றும் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றத்திற்கு குறிப்பிடத்தக்க பங்களிப்பைச் செய்கின்றன.
XKH என்பது ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு மற்றும் சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) பொருட்களின் உற்பத்தியில் நிபுணத்துவம் பெற்ற ஒரு உயர் தொழில்நுட்ப நிறுவனமாகும், இது உயர்-தூய்மை SiC மட்பாண்டங்கள் முதல் குறைக்கடத்தி-தர SiC படிகங்கள் வரை தனிப்பயனாக்கப்பட்ட மேம்பாடு, துல்லியமான இயந்திரமயமாக்கல் மற்றும் மேற்பரப்பு சிகிச்சை சேவைகளை வழங்குகிறது. மேம்பட்ட தயாரிப்பு தொழில்நுட்பங்கள் மற்றும் அறிவார்ந்த உற்பத்தி வரிகளைப் பயன்படுத்தி, XKH குறைக்கடத்தி, புதிய ஆற்றல், விண்வெளி மற்றும் பிற அதிநவீன துறைகளில் வாடிக்கையாளர்களுக்கு சரிசெய்யக்கூடிய-செயல்திறன் (90%-7N தூய்மை) மற்றும் கட்டமைப்பு-கட்டுப்படுத்தப்பட்ட (பாலிகிரிஸ்டலின்/ஒற்றை-படிக) SiC தயாரிப்புகள் மற்றும் தீர்வுகளை வழங்குகிறது. எங்கள் தயாரிப்புகள் குறைக்கடத்தி உபகரணங்கள், மின்சார வாகனங்கள், 5G தகவல் தொடர்பு மற்றும் தொடர்புடைய தொழில்களில் விரிவான பயன்பாடுகளைக் காண்கின்றன.
பின்வருபவை XKH ஆல் தயாரிக்கப்படும் சிலிக்கான் கார்பைடு பீங்கான் சாதனங்கள்.
இடுகை நேரம்: ஜூலை-30-2025