ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ကြွေထည်များနှင့် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ဆီလီကွန်ကာဗိုက်- ထူးခြားသော ကံကြမ္မာနှစ်ခုပါသည့် တူညီသောပစ္စည်း

1. ကုန်ကြမ်းများအတွက် မတူညီသော သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှု လိုအပ်ချက်များ

 

Ceramic-grade SiC သည် ၎င်း၏ အမှုန့် အစားအစာအတွက် အတော်လေး သက်တောင့်သက်သာ သန့်စင်မှု လိုအပ်ချက်များ ရှိပါသည်။ ပုံမှန်အားဖြင့်၊ 90% မှ 98% သန့်စင်မှုရှိသော စီးပွားဖြစ်အဆင့်ထုတ်ကုန်များသည် အသုံးချမှုလိုအပ်ချက်အများစုကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်သော်လည်း စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာကြွေထည်များသည် 98% မှ 99.5% သန့်စင်မှုကို လိုအပ်နိုင်သည် (ဥပမာ၊ တုံ့ပြန်မှု-နှောင်ဖွဲ့ထားသော SiC သည် ထိန်းချုပ်ထားသော အခမဲ့ဆီလီကွန်ပါဝင်မှု လိုအပ်သည်)။ ၎င်းသည် အချို့သော အညစ်အကြေးများကို ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး တစ်ခါတစ်ရံတွင် အလူမီနီယမ်အောက်ဆိုဒ် (Al₂O₃) သို့မဟုတ် yttrium အောက်ဆိုဒ် (Y₂O₃) ကဲ့သို့သော sintering aids များကို ရည်ရွယ်ချက်ရှိရှိ ပေါင်းထည့်ကာ လောင်ကျွမ်းစေသော စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးကာ အပူချိန်ကို လျှော့ချကာ နောက်ဆုံးထုတ်ကုန်သိပ်သည်းဆကို မြှင့်တင်ပေးပါသည်။

 

Semiconductor-grade SiC သည် ပြီးပြည့်စုံသော သန့်စင်မှုအဆင့်ကို တောင်းဆိုသည်။ Substrate-grade တစ်ခုတည်းသော crystal SiC သည် ≥99.9999% (6N) သန့်စင်မှု လိုအပ်ပြီး အချို့သော အဆင့်မြင့်အပလီကေးရှင်းများတွင် 7N (99.99999%) သန့်စင်မှု လိုအပ်ပါသည်။ Epitaxial အလွှာများသည် 10¹⁶ အက်တမ်/cm³ အောက်တွင် မသန့်ရှင်းသော အလွှာများကို ထိန်းသိမ်းထားရမည် (အထူးသဖြင့် B၊ Al နှင့် V ကဲ့သို့သော နက်နဲသောအဆင့် အညစ်အကြေးများကို ရှောင်ရှားရမည်)။ သံ (Fe)၊ အလူမီနီယမ် (Al) သို့မဟုတ် ဘိုရွန် (B) ကဲ့သို့သော ခြေရာခံအညစ်အကြေးများပင်လျှင် သယ်ဆောင်သူအား ကွဲအက်စေခြင်း၊ ပြိုကွဲခြင်း၏ ကြံ့ခိုင်မှုကို လျော့ကျစေပြီး နောက်ဆုံးတွင် စက်၏စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို ထိခိုက်စေနိုင်ပြီး တင်းကြပ်သောညစ်ညမ်းမှုကို ထိန်းချုပ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။

 

ဆီလီကွန်ကာဘိုင်တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း

 

2. ထူးခြားသော သလင်းကျောက်ဖွဲ့စည်းပုံများနှင့် အရည်အသွေး

 

ကြွေထည်အဆင့် SiC သည် အဓိကအားဖြင့် များပြားသော ကျပန်းဦးတည်သော SiC မိုက်ခရိုစလစ်များဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော polycrystalline အမှုန့် သို့မဟုတ် sintered အလောင်းများအဖြစ် တည်ရှိပါသည်။ ပစ္စည်းတွင် polytypes အများအပြား (ဥပမာ၊ α-SiC၊ β-SiC) သည် သီးခြား polytypes များအပေါ် တင်းကြပ်စွာ ထိန်းချုပ်မှုမရှိဘဲ၊ အလုံးစုံပစ္စည်းသိပ်သည်းမှုနှင့် တူညီမှုတို့ကို အလေးပေးမည့်အစား၊ ၎င်း၏အတွင်းပိုင်းဖွဲ့စည်းပုံသည် များပြားသောစပါးနယ်နိမိတ်များနှင့် အဏုကြည့်မှန်ပေါက်များပါ၀င်ပြီး sintering aids (ဥပမာ၊ Al₂O₃၊ Y₂O₃) ပါ၀င်ပါသည်။

 

Semiconductor-grade SiC သည် တစ်ခုတည်းသော သလင်းကျောက်အလွှာများ သို့မဟုတ် အလွန်အစီအစဥ်ထားသော ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံများဖြင့် epitaxial အလွှာများ ဖြစ်ရပါမည်။ ၎င်းသည် တိကျသောပုံဆောင်ခဲကြီးထွားမှုနည်းပညာများ (ဥပမာ၊ 4H-SiC၊ 6H-SiC) မှရရှိသော သီးခြား polytypes လိုအပ်သည်။ အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားနိုင်မှုနှင့် bandgap ကဲ့သို့သော လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများသည် polytype ရွေးချယ်မှုအတွက် အလွန်အထိခိုက်မခံသောကြောင့် တင်းကျပ်သော ထိန်းချုပ်မှုလိုအပ်ပါသည်။ လက်ရှိတွင်၊ 4H-SiC သည် ၎င်း၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သော လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများ ကြောင့် စျေးကွက်တွင် ကြီးစိုးနေပြီး ပါဝါစက်ပစ္စည်းများအတွက် စံပြအဖြစ် မြင့်မားသော ရွေ့လျားနိုင်မှုနှင့် ပြိုကွဲနိုင်သည့် စွမ်းအားတို့ ပါဝင်သည်။

 

3. လုပ်ငန်းစဉ် ရှုပ်ထွေးမှု နှိုင်းယှဉ်ခြင်း။

 

ကြွေထည်အဆင့် SiC တွင် အတော်လေးရိုးရှင်းသော ကုန်ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များ (အမှုန့်ပြင်ဆင်ခြင်း → ဖွဲ့စည်းခြင်း → ဆီထုတ်ခြင်း)၊ “အုတ်ပြုလုပ်ခြင်း” နှင့် ဆင်တူသည်။ လုပ်ငန်းစဉ်တွင် ပါဝင်သည်-

 

• စီးပွားဖြစ်အဆင့် SiC အမှုန့် (ပုံမှန်အားဖြင့် မိုက်ခရိုအရွယ်) ကို binders များဖြင့် ရောစပ်ခြင်း။
• နှိပ်၍ ဖွဲ့ခြင်း၊
• အမှုန်များပျံ့နှံ့မှုမှတဆင့်သိပ်သည်းဆရရှိရန်မြင့်မားသောအပူချိန် sintering (1600-2200°C)
  အပလီကေးရှင်းအများစုသည် သိပ်သည်းဆ > 90% ဖြင့် ကျေနပ်နိုင်သည်။ လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုလုံးသည် တိကျသောပုံဆောင်ခဲကြီးထွားမှုထိန်းချုပ်မှုမလိုအပ်ဘဲ၊ ပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းခြင်းနှင့် sintering ညီညွတ်မှုကိုသာအာရုံစိုက်ပါ။ အားသာချက်များမှာ သန့်စင်မှုနည်းသောလိုအပ်ချက်များရှိသော်လည်း ရှုပ်ထွေးသောပုံသဏ္ဍာန်များအတွက် လုပ်ငန်းစဉ်ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ် ပါဝင်သည်။

 

Semiconductor-grade SiC တွင် ပိုမိုရှုပ်ထွေးသော လုပ်ငန်းစဉ်များ (မြင့်မားသောသန့်ရှင်းမှုအမှုန့်ပြင်ဆင်မှု → သလင်းကျောက်အလွှာတစ်ခု ကြီးထွားမှု → epitaxial wafer အစစ်ခံခြင်း → စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်ခြင်း) ပါဝင်သည်။ အဓိကအဆင့်များ ပါဝင်သည်-

 

• အခြေခံအားဖြင့် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ အခိုးအငွေ့ သယ်ယူပို့ဆောင်ရေး (PVT) နည်းလမ်းဖြင့် အခြေခံပြင်ဆင်ခြင်း။
• ပြင်းထန်သောအခြေအနေတွင် SiC အမှုန့်ကို Sublimation (2200-2400°C၊ မြင့်မားသောလေဟာနယ်)
• အပူချိန် gradients (± 1°C) နှင့် ဖိအားဘောင်များကို တိကျသောထိန်းချုပ်မှု
• တူညီစွာထူထပ်သောအလွှာများဖန်တီးရန် ဓာတုငွေ့ထုတ်လွှတ်မှု (CVD) မှတစ်ဆင့် Epitaxial အလွှာကြီးထွားမှု (ပုံမှန်အားဖြင့် မိုက်ခရိုများစွာမှ ဆယ်ဂဏန်းအထိ)
  လုပ်ငန်းစဉ်တစ်ခုလုံးသည် ညစ်ညမ်းမှုကိုကာကွယ်ရန် အလွန်သန့်ရှင်းသောပတ်ဝန်းကျင်များ (ဥပမာ၊ Class 10 cleanrooms) လိုအပ်ပါသည်။ လက္ခဏာရပ်များတွင် ကုန်ကြမ်းသန့်စင်မှု (> 99.9999%) နှင့် စက်ပစ္စည်းများ ခေတ်မီဆန်းပြားမှု နှစ်မျိုးလုံးအတွက် တင်းကြပ်သောလိုအပ်ချက်များနှင့်အတူ အပူပိုင်းနယ်ပယ်နှင့် ဓာတ်ငွေ့စီးဆင်းမှုနှုန်းကို ထိန်းချုပ်ရန် လိုအပ်သော လွန်ကဲသော လုပ်ငန်းစဉ်တိကျမှု ပါဝင်သည်။

 

4. သိသာထင်ရှားသော ကုန်ကျစရိတ်ကွာခြားမှုများနှင့် စျေးကွက်ဦးတည်ချက်များ

 

ကြွေထည်အဆင့် SiC အင်္ဂါရပ်များ

• ကုန်ကြမ်း- လုပ်ငန်းသုံးအဆင့် အမှုန့်
• အတော်လေးရိုးရှင်းသောလုပ်ငန်းစဉ်များ
• ကုန်ကျစရိတ်သက်သာခြင်း- တစ်တန်လျှင် RMB ထောင်ပေါင်းများစွာမှ သောင်းဂဏန်းအထိ
• ကျယ်ပြန့်သောအသုံးချပရိုဂရမ်များ- Abrasives၊ refractories နှင့် အခြားကုန်ကျစရိတ်-အထိခိုက်မခံသောစက်မှုလုပ်ငန်းများ

 

တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအဆင့် SiC အင်္ဂါရပ်များ-

• ရှည်လျားသောအလွှာကြီးထွားမှုသံသရာ
• ချို့ယွင်းချက်ထိန်းချုပ်မှုကို စိန်ခေါ်သည်။
• အထွက်နှုန်းနည်းတယ်။
• မြင့်မားသောကုန်ကျစရိတ်- 6 လက်မအရွယ်အလွှာတစ်ခုလျှင်ဒေါ်လာထောင်ပေါင်းများစွာ
• အာရုံစိုက်ထားသော စျေးကွက်များ- ပါဝါကိရိယာများနှင့် RF အစိတ်အပိုင်းများကဲ့သို့ စွမ်းဆောင်ရည်မြင့် အီလက်ထရွန်နစ်ပစ္စည်းများ
  စွမ်းအင်သုံးယာဉ်အသစ်များနှင့် 5G ဆက်သွယ်ရေးများ လျင်မြန်စွာ ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်လာသည်နှင့်အမျှ စျေးကွက်ဝယ်လိုအားသည် အဆမတန်ကြီးထွားလာသည်။

 

5. ကွဲပြားသော အပလီကေးရှင်းအခြေအနေများ

 

Ceramic-grade SiC သည် structural applications များအတွက် အဓိကအားဖြင့် "industrial workhorse" အဖြစ် ဆောင်ရွက်ပါသည်။ ၎င်း၏ အလွန်ကောင်းမွန်သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများ (မြင့်မားသော မာကျောမှု၊ ဝတ်ဆင်မှု ခံနိုင်ရည်) နှင့် အပူဂုဏ်သတ္တိများ (မြင့်မားသော အပူချိန်ခံနိုင်ရည်၊ ဓာတ်တိုးဆန့်ကျင်မှု ခုခံမှု) ကို အသုံးချခြင်းဖြင့် ၎င်းသည်-

 

• Abrasives (ကြိတ်ဘီး၊ ကော်ဖတ်)
• Refractories (အပူချိန်မြင့်မီးဖိုအလွှာများ)
• ဝတ်ဆင်မှု/တိုက်စားမှုဒဏ်ခံနိုင်သော အစိတ်အပိုင်းများ (ပန့်ကောင်များ၊ ပိုက်အတွင်းခံများ)

 

ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ကြွေထည်ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ အစိတ်အပိုင်းများ

 

Semiconductor-grade SiC သည် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် ထူးခြားသောအားသာချက်များကိုပြသရန် ၎င်း၏ကျယ်ပြန့်သော bandgap semiconductor ဂုဏ်သတ္တိများကိုအသုံးပြုကာ "အီလက်ထရွန်းနစ်အထက်တန်းလွှာ" အဖြစ်လုပ်ဆောင်သည်-

 

• ပါဝါစက်ပစ္စည်းများ- EV အင်ဗာတာများ၊ ဇယားကွက်ပြောင်းစက်များ (ပါဝါကူးပြောင်းမှုစွမ်းဆောင်ရည်ကို တိုးတက်စေသည်)
• RF ကိရိယာများ- 5G အခြေစိုက်စခန်းများ၊ ရေဒါစနစ်များ (ပိုမိုမြင့်မားသော လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းများကို ဖွင့်ပေးသည်)
• Optoelectronics- အပြာရောင် LEDs အတွက် အလွှာပစ္စည်း

 

200-မီလီမီတာ SiC epitaxial wafer

 

အတိုင်းအတာ	ကြွေထည်အဆင့် SiC	ဆီမီးကွန်ဒတ်တာအဆင့် SiC
အရည်ကြည်ဖွဲ့စည်းပုံ	Polycrystalline၊ များစွာသော polytypes	တစ်ခုတည်းသော crystal၊ တင်းကြပ်စွာရွေးချယ်ထားသော polytypes
အာရုံစူးစိုက်မှုလုပ်ငန်းစဉ်	သိပ်သည်းဆနှင့် ပုံသဏ္ဍာန်ထိန်းချုပ်မှု	အရည်ကြည်အရည်အသွေးနှင့် လျှပ်စစ်ပစ္စည်းများကို ထိန်းချုပ်ခြင်း။
စွမ်းဆောင်ရည် ဦးစားပေး	စက်ပိုင်းဆိုင်ရာခွန်အား၊ ချေးခံနိုင်ရည်၊ အပူတည်ငြိမ်မှု	လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများ (ကြိုးဝိုင်းကွာဟမှု၊ ပြိုကွဲမှုအကွက် စသည်)
လျှောက်လွှာအခြေအနေများ	ဖွဲ့စည်းတည်ဆောက်ပုံ အစိတ်အပိုင်းများ၊ ဝတ်ဆင်ခံနိုင်သော အစိတ်အပိုင်းများ၊ အပူချိန်မြင့်မားသော အစိတ်အပိုင်းများ	စွမ်းအားမြင့် စက်များ၊ ကြိမ်နှုန်းမြင့် စက်များ၊ optoelectronic ကိရိယာများ
ကုန်ကျစရိတ်ယာဉ်မောင်းများ	လုပ်ငန်းစဉ်ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်၊ ကုန်ကြမ်းကုန်ကျစရိတ်	သလင်းကျောက်ကြီးထွားမှုနှုန်း၊ ပစ္စည်းကိရိယာတိကျမှု၊ ကုန်ကြမ်းသန့်ရှင်းမှု

 

အချုပ်အားဖြင့်ဆိုရသော် အခြေခံခြားနားချက်သည် ၎င်းတို့၏ထူးခြားသောလုပ်ဆောင်မှုရည်ရွယ်ချက်များမှ ဖြစ်ပေါ်လာသည်- ကြွေထည်-အတန်းအစား SiC သည် "ပုံစံ (ဖွဲ့စည်းပုံ)" ကို အသုံးပြုပြီး တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအဆင့် SiC သည် "ဂုဏ်သတ္တိများ (လျှပ်စစ်ဓာတ်)" ကို အသုံးပြုနေချိန်တွင် ဖြစ်သည်။ ယခင်သည် ကုန်ကျစရိတ်သက်သာသော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ/အပူပေးစွမ်းဆောင်မှုကို လိုက်စားသော်လည်း နောက်ပိုင်းတွင် သန့်စင်မှုမြင့်မားသော၊ တစ်ခုတည်းသော သလင်းခဲလုပ်ငန်းသုံးပစ္စည်းအဖြစ် ပစ္စည်းပြင်ဆင်မှုနည်းပညာ၏ အထွတ်အထိပ်ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ တူညီသောဓာတုမူလအစကို မျှဝေသော်လည်း၊ ကြွေထည်အဆင့်နှင့် ဆီမီးကွန်ဒတ်တာအဆင့် SiC သည် သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှု၊ ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံနှင့် ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ရှင်းရှင်းလင်းလင်း ကွဲပြားမှုများကို ပြသထားသော်လည်း နှစ်ခုစလုံးသည် ၎င်းတို့၏ သက်ဆိုင်ရာနယ်ပယ်များတွင် စက်မှုကုန်ထုတ်မှုနှင့် နည်းပညာတိုးတက်မှုအတွက် သိသာထင်ရှားသော ပံ့ပိုးကူညီမှုများ ပြုလုပ်ကြသည်။