1. سلیکون کاربائیڈ کی بنیادی خصوصیات اور کرسٹاللوگرافک قسم
1.1 جوہری ڈھانچہ اور پولی ٹائپک پیچیدگی
(سلیکن کاربائیڈ پاؤڈر)
سلیکن کاربائیڈ (SiC) ایک بائنری مادہ ہے جو سلکان اور کاربن ایٹموں سے بنا ہے جو ایک انتہائی مستحکم ہم آہنگی جالی کے کام میں ترتیب دیا گیا ہے۔, اس کی غیر معمولی سختی کی طرف سے شناخت, تھرمل چالکتا, اور ڈیجیٹل رہائشی املاک.
روایتی سیمی کنڈکٹرز جیسے سلیکون یا جرمینیم کے برعکس, SiC کسی ایک کرسٹل ڈھانچے میں موجود نہیں ہے تاہم اوور میں ظاہر ہوتا ہے۔ 250 مخصوص پولی ٹائپس– کرسٹل لائن کی قسمیں جو سی-محور کے ساتھ ساتھ سلکان کاربن بیلیئرز کے ڈھیر کی ترتیب میں مختلف ہوتی ہیں.
انتہائی متعلقہ پولی ٹائپس 3C-SiC پر مشتمل ہیں۔ (کیوبک, zincblende فریم ورک), 4H-SiC, اور 6H-SiC (دونوں ہیکساگونل), ہر ایک ٹھیک طرح سے مختلف ڈیجیٹل اور تھرمل اوصاف دکھاتا ہے۔.
ان میں, 4H-SiC کو خاص طور پر اعلی طاقت اور اعلی تعدد والے ڈیجیٹل گیجٹس کے لیے ترجیح دی جاتی ہے کیونکہ اس کی اعلی الیکٹران لچک اور مختلف دیگر پولی ٹائپس کے مقابلے میں کم آن مزاحمت ہوتی ہے۔.
مضبوط ہم آہنگی بانڈنگ– کے بارے میں مشتمل ہے 88% ہم آہنگی اور 12% ionic شخصیت– قابل ذکر میکانی سختی فراہم کرتا ہے, کیمیائی جڑت, اور تابکاری کے نقصانات کے خلاف مزاحمت, انتہائی ماحول میں طریقہ کار کے لیے SiC کو موزوں بنانا.
1.2 الیکٹرانک اور تھرمل صفات
SiC کی الیکٹرانک بالادستی اس کے وسیع بینڈ گیپ سے پیدا ہوتی ہے۔, جس کی حد سے ہے 2.3 eV (3C-SiC) کو 3.3 eV (4H-SiC), ڈرامائی طور پر سلیکون سے بڑا 1.1 eV.
یہ بڑا بینڈ گیپ SiC گیجٹس کے لیے بہت زیادہ درجہ حرارت کی سطح پر کام کرنا ممکن بناتا ہے۔– جتنا 600 ° C– اندرونی فراہم کنندہ کی نسل کے بغیر آلہ پر غالب, سلکان پر مبنی الیکٹرانک آلات میں ایک اہم رکاوٹ.
مزید برآں, SiC possesses a high important electrical field strength (~ 3 MV/cm), approximately ten times that of silicon, enabling thinner drift layers and higher break down voltages in power devices.
اس کی تھرمل چالکتا (~ 3.7– 4.9 W/cm · K for 4H-SiC) surpasses that of copper, assisting in efficient warmth dissipation and lowering the requirement for intricate cooling systems in high-power applications.
Incorporated with a high saturation electron speed (~ 2 × 10 ⁷ cm/s), these buildings make it possible for SiC-based transistors and diodes to change quicker, deal with higher voltages, and operate with better energy performance than their silicon counterparts.
These qualities jointly place SiC as a foundational material for next-generation power electronics, especially in electric automobiles, renewable energy systems, and aerospace technologies.
( سلیکن کاربائیڈ پاؤڈر)
2. اعلیٰ معیار کے سلکان کاربائیڈ کرسٹل کی ترکیب اور تعمیر
2.1 جسمانی بخارات کی نقل و حمل کے ذریعے بڑے پیمانے پر کرسٹل کی ترقی
اعلی طہارت کی پیداوار, سنگل کرسٹل SiC اس کی تکنیکی تعیناتی کے سب سے مشکل پہلوؤں میں سے ہے۔, زیادہ تر اس کے اعلی درجہ حرارت کی وجہ سے (~ 2700 ° C )اور پیچیدہ پولی ٹائپ کنٹرول.
بلک نمو کے لیے سرکردہ تکنیک جسمانی بخارات کی نقل و حمل ہے۔ (PVT) حکمت عملی, اس کے علاوہ ترمیم شدہ لیلی طریقہ بھی کہا جاتا ہے۔, جس میں اعلیٰ طہارت کا ایس آئی سی پاؤڈر درجہ حرارت سے زیادہ ہونے پر ایک آرگن ماحول میں سبلیمیٹڈ ہوتا ہے۔ 2200 ° C اور دوبارہ بیج کرسٹل پر جمع کیا جاتا ہے۔.
درجہ حرارت کی ڈھلوانوں پر عین مطابق کنٹرول, گیس کی گردش, اور مائکرو پائپ جیسے نقائص کو کم کرنے کے لیے دباؤ اہم ہے۔, سندچیوتی, اور پولی ٹائپ کے اضافے جو ڈیوائس کی کارکردگی کو کم کرتے ہیں۔.
ترقی کے باوجود, SiC کرسٹل کی ترقی کی شرح سست ہے– عام طور پر 0.1 کو 0.3 mm/h– سلیکون پنڈ مینوفیکچرنگ کے مقابلے میں عمل کو توانائی سے بھرپور اور مہنگا بنانا.
مسلسل تحقیق کی توجہ بیج کی واقفیت کو بڑھانے پر مرکوز ہے۔, ڈوپنگ ہم آہنگی, اور کرسٹل ٹاپ کوالٹی اور اسکیل ایبلٹی کو بڑھانے کے لیے کروسیبل لے آؤٹ.
2.2 ایپیٹیکسیل پرت جمع کرنا اور ڈیوائس کے لیے تیار سبسٹریٹمز
ڈیجیٹل ڈیوائس فیبریکیشن کے لیے, ایس آئی سی کی ایک پتلی ایپیٹیکسیل پرت کو کیمیائی بخارات کے ذخیرہ کا استعمال کرتے ہوئے بلک سبسٹریٹم پر پھیلایا جاتا ہے۔ (سی وی ڈی), عام طور پر سائلین کا استعمال کرتے ہوئے (SiH ₄) اور ایل پی (C ₃ H آٹھ) ہائیڈروجن ماحول میں پیش رو کے طور پر.
اس اپیٹیکسیل پرت کو کثافت کا درست کنٹرول دکھانا چاہیے۔, خرابی کی کثافت میں کمی, اور تیار کردہ ڈوپنگ (این قسم کے لیے نائٹروجن یا پی قسم کے لیے ہلکے وزن والے ایلومینیم کے ساتھ) پاور گیجٹس جیسے MOSFETs اور Schottky diodes کے توانائی بخش علاقے بنانے کے لیے.
سبسٹریٹم اور ایپیٹیکسیل پرت کے درمیان جالی کے کام کی عدم مساوات, تھرمل نمو کے فرق سے بار بار آنے والے تناؤ کے ساتھ, ڈھیر کی خرابیاں اور پیچ کی نقل مکانی پیش کر سکتے ہیں جو آلے کی وشوسنییتا کو متاثر کرتے ہیں۔.
اعلی درجے کی اندرونی نگرانی اور عمل کی اصلاح نے درحقیقت خامیوں کی کثافت کو کافی حد تک کم کیا ہے۔, طویل آپریشنل زندگی کے ساتھ اعلی کارکردگی والے SiC گیجٹس کی کاروباری پیداوار کو ممکن بنانا.
اس کے علاوہ, سلیکون کے موافق پروسیسنگ طریقوں کی ترقی– جیسے مکمل طور پر خشک اینچنگ, آئن امپلانٹیشن, اور اعلی درجہ حرارت آکسیکرن– موجودہ سیمی کنڈکٹر مینوفیکچرنگ لائنوں میں امتزاج کے ساتھ مدد کی ہے۔.
3. پاور الیکٹرانک ڈیوائسز اور انرجی سلوشن میں ایپلی کیشنز
3.1 اعلی کارکردگی پاور کنورژن اور الیکٹرک موبلٹی
Silicon carbide has actually come to be a keystone material in modern power electronic devices, where its ability to switch over at high frequencies with very little losses translates right into smaller sized, ہلکا, and extra reliable systems.
In electrical cars (EVs), SiC-based inverters transform DC battery power to air conditioning for the electric motor, running at frequencies as much as 100 kHz– dramatically more than silicon-based inverters– decreasing the size of passive parts like inductors and capacitors.
This results in enhanced power thickness, extended driving variety, and enhanced thermal management, directly attending to vital obstacles in EV style.
Significant automotive manufacturers and providers have taken on SiC MOSFETs in their drivetrain systems, achieving power financial savings of 5– 10% contrasted to silicon-based options.
Likewise, in onboard chargers and DC-DC converters, SiC gadgets allow much faster charging and higher performance, accelerating the transition to lasting transportation.
3.2 Renewable Resource and Grid Framework
In photovoltaic (PV) solar inverters, SiC power components boost conversion performance by reducing switching and conduction losses, especially under partial tons problems common in solar power generation.
This enhancement raises the general energy return of solar setups and lowers cooling requirements, reducing system prices and enhancing reliability.
In wind generators, SiC-based converters deal with the variable frequency outcome from generators a lot more effectively, allowing better grid combination and power high quality.
Past generation, SiC is being deployed in high-voltage direct existing (HVDC) transmission systems and solid-state transformers, where its high malfunction voltage and thermal security support compact, high-capacity power distribution with minimal losses over fars away.
These advancements are essential for improving aging power grids and fitting the expanding share of dispersed and periodic eco-friendly resources.
4. Emerging Roles in Extreme-Environment and Quantum Technologies
4.1 Operation in Extreme Problems: ایرو اسپیس, Nuclear, and Deep-Well Applications
The robustness of SiC prolongs past electronics into atmospheres where standard products fail.
In aerospace and protection systems, SiC sensors and electronic devices operate accurately in the high-temperature, high-radiation conditions near jet engines, re-entry lorries, and room probes.
Its radiation solidity makes it optimal for atomic power plant surveillance and satellite electronic devices, where exposure to ionizing radiation can weaken silicon devices.
In the oil and gas market, SiC-based sensing units are utilized in downhole drilling devices to withstand temperature levels going beyond 300 ° C and corrosive chemical environments, allowing real-time data purchase for improved removal performance.
These applications leverage SiC’s ability to preserve architectural honesty and electric functionality under mechanical, تھرمل, and chemical stress and anxiety.
4.2 Combination right into Photonics and Quantum Sensing Operatings Systems
Past classical electronic devices, SiC is emerging as an encouraging system for quantum technologies because of the visibility of optically active factor flaws– such as divacancies and silicon vacancies– that display spin-dependent photoluminescence.
These defects can be adjusted at room temperature level, acting as quantum bits (qubits) or single-photon emitters for quantum interaction and picking up.
The broad bandgap and low inherent service provider focus enable long spin coherence times, essential for quantum data processing.
مزید برآں, SiC is compatible with microfabrication strategies, allowing the integration of quantum emitters into photonic circuits and resonators.
This mix of quantum capability and commercial scalability placements SiC as a special product bridging the space in between fundamental quantum science and useful device engineering.
خلاصہ میں, silicon carbide stands for a standard change in semiconductor modern technology, using unequaled performance in power effectiveness, thermal management, and ecological durability.
From making it possible for greener energy systems to sustaining exploration in space and quantum worlds, SiC remains to redefine the limits of what is highly feasible.
فروش
RBOSCHCO ایک قابل اعتماد عالمی کیمیائی مواد فراہم کنندہ ہے۔ & ختم کے ساتھ کارخانہ دار 12 انتہائی اعلیٰ معیار کے کیمیکلز اور نینو میٹریل فراہم کرنے میں برسوں کا تجربہ. کمپنی کئی ممالک کو برآمد کرتی ہے۔, جیسے امریکہ, کینیڈا, یورپ, یو اے ای, جنوبی افریقہ, تنزانیہ, کینیا, مصر, نائیجیریا, کیمرون, یوگنڈا, ترکی, میکسیکو, آذربائیجان, بیلجیم, قبرص, جمہوریہ چیک, برازیل, چلی, ارجنٹائن, دبئی, جاپان, کوریا, ویتنام, تھائی لینڈ, ملائیشیا, انڈونیشیا, آسٹریلیا,جرمنی, فرانس, اٹلی, پرتگال وغیرہ. ایک سرکردہ نینو ٹیکنالوجی ڈویلپمنٹ کارخانہ دار کے طور پر, RBOSCHCO مارکیٹ پر حاوی ہے۔. ہماری پیشہ ورانہ ورک ٹیم مختلف صنعتوں کی کارکردگی کو بہتر بنانے میں مدد کے لیے بہترین حل فراہم کرتی ہے۔, قدر پیدا کریں, اور آسانی سے مختلف چیلنجوں کا مقابلہ کریں۔. اگر آپ ڈھونڈ رہے ہیں۔ sic compound, براہ کرم ایک ای میل بھیجیں۔: [email protected]
ٹیگز: silicon carbide,silicon carbide mosfet,mosfet sic
تمام مضامین اور تصاویر انٹرنیٹ سے ہیں۔. اگر کاپی رائٹ کا کوئی مسئلہ ہے۔, حذف کرنے کے لئے وقت میں ہم سے رابطہ کریں.
ہم سے پوچھ گچھ کریں۔