كرېمنىي كاربىد كېرامىكىسى بىلەن يېرىم ئۆتكۈزگۈچ كرېمنىي كاربىدى: ئىككى خىل تەقدىرگە ئىگە ئوخشاش ماتېرىيال

1. خام ئەشيانىڭ ھەر خىل ساپلىق تەلىپى

 

كېرامىكا دەرىجىلىك SiC پاراشوك خام ئەشياسىغا نىسبەتەن يېنىك ساپلىق تەلىپىگە ئىگە. ئادەتتە، ساپلىقى %90-%98 بولغان سودا دەرىجىلىك مەھسۇلاتلار كۆپىنچە قوللىنىش ئېھتىياجىنى قاندۇرالايدۇ، گەرچە يۇقىرى ئىقتىدارلىق قۇرۇلما كېرامىكىلار %98-%99.5 ساپلىقنى تەلەپ قىلىشى مۇمكىن (مەسىلەن، رېئاكسىيە بىلەن باغلانغان SiC كونترول قىلىنىدىغان ئەركىن كرېمنىي مىقدارىنى تەلەپ قىلىدۇ). ئۇ بەزى ئارىلاشمىلارغا بەرداشلىق بېرەلەيدۇ، بەزىدە قەستەن ئاليۇمىن ئوكسىد (Al₂O₃) ياكى ئىتترىي ئوكسىد (Y₂O₃) قاتارلىق قېتىشتۇرۇش ياردەمچىلىرىنى قوشۇپ قېتىشتۇرۇش ئىقتىدارىنى ياخشىلايدۇ، قېتىشتۇرۇش تېمپېراتۇرىسىنى تۆۋەنلىتىدۇ ۋە ئاخىرقى مەھسۇلات زىچلىقىنى ئاشۇرىدۇ.

 

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىك SiC مۇكەممەل ساپلىق سەۋىيىسىنى تەلەپ قىلىدۇ. ئاساسىي قاتلام دەرىجىلىك يەككە كىرىستاللىق SiC ≥99.9999% (6N) ساپلىقنى تەلەپ قىلىدۇ، بەزى يۇقىرى دەرىجىلىك قوللىنىشچان پروگراممىلار 7N (99.99999%) ساپلىقنى تەلەپ قىلىدۇ. ئېپىتاكسىيال قەۋەتلەر ئارىلاشما قويۇقلۇقىنى 10¹⁶ ئاتوم/cm³ دىن تۆۋەن ساقلىشى كېرەك (بولۇپمۇ B، Al ۋە V قاتارلىق چوڭقۇر قاتلاملىق ئارىلاشمىلاردىن ساقلىنىش كېرەك). ھەتتا تۆمۈر (Fe)، ئاليۇمىن (Al) ياكى بور (B) قاتارلىق ئىز ئارىلاشمىلارمۇ ئېلېكتر خۇسۇسىيىتىگە ئېغىر تەسىر كۆرسىتىپ، توشۇغۇچىنىڭ چېچىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىپ، پارچىلىنىش مەيدانىنىڭ كۈچلۈكلۈكىنى تۆۋەنلىتىپ، ئاخىرىدا ئۈسكۈنە ئىقتىدارى ۋە ئىشەنچلىكلىكىگە تەسىر كۆرسىتىپ، قاتتىق ئارىلاشما كونترول قىلىشنى تەلەپ قىلىدۇ.

 

كرېمنىي كاربىد يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىيال

 

2. ئايرىم كىرىستال قۇرۇلمىلىرى ۋە سۈپىتى

 

كېرامىكا دەرىجىلىك SiC ئاساسلىقى كۆپ كىرىستاللىق پاراشوك ياكى نۇرغۇن تاسادىپىي يۆنىلىشلىك SiC مىكرو كىرىستاللىرىدىن تەركىب تاپقان پىلاستىنكىلىق جىسىملار شەكلىدە مەۋجۇت. بۇ ماتېرىيالدا كۆپ خىل پولىستىپلار (مەسىلەن، α-SiC، β-SiC) بولۇشى مۇمكىن، پەقەت مەلۇم پولىستىپلارنى قاتتىق كونترول قىلىشنىڭ ھاجىتى يوق، بەلكى ئومۇمىي ماتېرىيال زىچلىقى ۋە بىردەكلىكىگە ئەھمىيەت بېرىلىدۇ. ئۇنىڭ ئىچكى قۇرۇلمىسى مول دانچە چېگراسى ۋە مىكروسكوپ تۆشۈكلىرىگە ئىگە بولۇپ، پىلاستىنكىلىق ياردەمچى ماددىلار (مەسىلەن، Al₂O₃، Y₂O₃) بولۇشى مۇمكىن.

 

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىك SiC چوقۇم يەككە كىرىستاللىق ئاساس ياكى يۇقىرى دەرىجىدە تەرتىپلىك كىرىستال قۇرۇلمىسىغا ئىگە ئېپىتاكسىيال قەۋەت بولۇشى كېرەك. ئۇ ئېنىق كىرىستال ئۆستۈرۈش تېخنىكىسى ئارقىلىق قولغا كەلتۈرۈلگەن ئالاھىدە كۆپ خىل تىپلارنى تەلەپ قىلىدۇ (مەسىلەن، 4H-SiC، 6H-SiC). ئېلېكترون ھەرىكەتچانلىقى ۋە بەلۋاغ بوشلۇقى قاتارلىق ئېلېكتر خۇسۇسىيەتلىرى كۆپ خىل تىپنى تاللاشقا ئىنتايىن سەزگۈر بولۇپ، قاتتىق كونترول قىلىشنى تەلەپ قىلىدۇ. ھازىر، 4H-SiC يۇقىرى توشۇغۇچى ھەرىكەتچانلىقى ۋە پارچىلىنىش مەيدانى كۈچلۈكلۈكى قاتارلىق ئۈستۈن ئېلېكتر خۇسۇسىيەتلىرى سەۋەبىدىن بازاردا ئۈستۈنلۈكنى ئىگىلىمەكتە، بۇ ئۇنى ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى ئۈچۈن ئەڭ ياخشى قىلىدۇ.

 

3. جەرياننىڭ مۇرەككەپلىكىنى سېلىشتۇرۇش

 

كېرامىكا دەرىجىلىك SiC ئىشلەپچىقىرىش جەريانلىرىنى (پاراشوك تەييارلاش → شەكىللەندۈرۈش → سىنتېرلاش) قوللىنىدۇ، بۇ «خىش ياساش»قا ئوخشايدۇ. بۇ جەريان تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:

 

• سودا دەرىجىلىك SiC پاراشوكىنى (ئادەتتە مىكرون چوڭلۇقىدىكى) باغلىغۇچى ماددىلار بىلەن ئارىلاشتۇرۇش
• بېسىش ئارقىلىق شەكىللەندۈرۈش
• زەررىچە تارقىلىشى ئارقىلىق زىچلىشىشقا ئېرىشىش ئۈچۈن يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا سىنتېرلاش (1600-2200°C)
  كۆپىنچە قوللىنىشلار %90 تىن يۇقىرى زىچلىق بىلەن قاندۇرغىلى بولىدۇ. پۈتۈن جەريان ئېنىق كىرىستال ئۆسۈش كونترولىنى تەلەپ قىلمايدۇ، ئەكسىچە شەكىللەندۈرۈش ۋە پىشۇرۇش مۇقىملىقىغا ئەھمىيەت بېرىدۇ. ئەۋزەللىكلىرى مۇرەككەپ شەكىللەر ئۈچۈن جەرياننىڭ جانلىقلىقىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، گەرچە ساپلىق تەلىپى نىسبەتەن تۆۋەن بولسىمۇ.

 

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىك SiC تېخىمۇ مۇرەككەپ جەريانلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ (يۇقىرى ساپلىقتىكى پاراشوك تەييارلاش → يەككە كىرىستاللىق ئاساس ئۆستۈرۈش → ئېپىتاكسىيال ۋافېر چۆكمىسى → ئۈسكۈنە ياساش). ئاساسلىق باسقۇچلار تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:

 

• ئاساسىي قاتلامنى تەييارلاش ئاساسلىقى فىزىكىلىق پار توشۇش (PVT) ئۇسۇلى ئارقىلىق
• SiC پاراشوكىنى ئەڭ ئېغىر شارائىتتا (2200-2400°C، يۇقىرى ۋاكۇئۇم) سۇبلىماتسىيە قىلىش
• تېمپېراتۇرا گرادىيېنتى (±1°C) ۋە بېسىم پارامېتىرلىرىنى ئېنىق كونترول قىلىش
• ئېپىتاكسىيال قەۋەتنىڭ خىمىيىلىك پار چۆكمىسى (CVD) ئارقىلىق ئۆسۈشى، بىردەك قېلىن، قوشۇلغان قەۋەتلەرنى (ئادەتتە بىر قانچە مىكروندىن ئون نەچچە مىكرونغىچە) ھاسىل قىلىشى.
  پۈتۈن جەريان بۇلغىنىشنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن ئىنتايىن پاكىز مۇھىتلارنى (مەسىلەن، 10-دەرىجىلىك تازىلىق ئۆيلىرى) تەلەپ قىلىدۇ. ئالاھىدىلىكلىرى جەرياننىڭ ئىنتايىن ئېنىقلىقىنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، بۇنىڭ ئىچىدە ئىسسىقلىق مەيدانى ۋە گاز ئېقىمى سۈرئىتىنى كونترول قىلىش، خام ماتېرىيالنىڭ ساپلىقى (>99.9999%) ۋە ئۈسكۈنىلەرنىڭ مۇكەممەللىكىگە قاتتىق تەلەپ قويۇلىدۇ.

 

4. زور تەننەرخ پەرقى ۋە بازار يۆنىلىشى

 

كېرامىكا دەرىجىلىك SiC ئالاھىدىلىكلىرى:

• خام ماتېرىيال: سودا دەرىجىلىك پاراشوك
• نىسبەتەن ئاددىي جەريانلار
• تۆۋەن باھا: ھەر توننىسى مىڭلىغاندىن ئون مىڭلىغان يۈەنگىچە
• كەڭ دائىرىلىك قوللىنىشچانلىقى: سۈرتكۈچ ماتېرىياللار، ئوتقا چىداملىق ماتېرىياللار ۋە باشقا تەننەرخكە سەزگۈر كەسىپلەر

 

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىك SiC ئالاھىدىلىكلىرى:

• ئۇزۇن سۇبسترات ئۆسۈش دەۋرىيلىكى
• نۇقسانلارنى كونترول قىلىشقا قىيىنچىلىق تۇغدۇرۇش
• تۆۋەن ھوسۇل نىسبىتى
• يۇقىرى باھا: ھەر 6 دىيۇملۇق ئاساسىي قاتلام ئۈچۈن مىڭ ئامېرىكا دوللىرى
• مەركەزلەشكەن بازارلار: ئېلېكترون ئۈسكۈنىلىرى ۋە رادىئو چاستوتا زاپچاسلىرى قاتارلىق يۇقىرى ئىقتىدارلىق ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى
  يېڭى ئېنېرگىيەلىك ئاپتوموبىللار ۋە 5G ئالاقىسىنىڭ تېز سۈرئەتتە تەرەققىي قىلىشىغا ئەگىشىپ، بازار ئېھتىياجى تېز سۈرئەتتە ئېشىۋاتىدۇ.

 

5. پەرقلىق قوللىنىش سىنارىيەلىرى

 

كېرامىكا دەرىجىلىك SiC ئاساسلىقى قۇرۇلما قوللىنىشچانلىقى ئۈچۈن «سانائەت ئىشچىسى» رولىنى ئوينايدۇ. ئۇ ئۆزىنىڭ ئېسىل مېخانىكىلىق خۇسۇسىيىتى (يۇقىرى قاتتىقلىق، ئۇپراشقا چىداملىق) ۋە ئىسسىقلىق خۇسۇسىيىتى (يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا چىداملىق، ئوكسىدلىنىشقا چىداملىق) ئارقىلىق تۆۋەندىكى جەھەتلەردە ئۈستۈنلۈككە ئىگە:

 

• سۈرتكۈچ ماتېرىياللار (سىلىقلاش چاقلىرى، زىمپار قەغىزى)
• ئوتقا چىداملىق ماددىلار (يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق ئوچاقنىڭ ئىچكى قىسمى)
• ئۇپراشقا/داتلىشىشقا چىداملىق زاپچاسلار (ناسسو گەۋدىسى، تۇرۇبا ئاستى قەۋىتى)

 

كرېمنىي كاربىد كېرامىك قۇرۇلما زاپچاسلىرى

 

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىك SiC ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەردىكى ئۆزگىچە ئەۋزەللىكلىرىنى نامايان قىلىش ئۈچۈن كەڭ بەلۋاغ بوشلۇقىدىكى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ خۇسۇسىيىتىدىن پايدىلىنىپ، «ئېلېكترونلۇق ئېلىتا» رولىنى ئوينايدۇ:

 

• ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى: ئېلېكتر ماشىنىلىرىنى ئۆزگەرتكۈچ، تورغا ئايلاندۇرغۇچ (ئېلېكتر ئېنېرگىيەسىنى ئۆزگەرتىش ئۈنۈمىنى يۇقىرى كۆتۈرۈش)
• رادىئو چاستوتا ئۈسكۈنىلىرى: 5G بازا پونكىتلىرى، رادار سىستېمىسى (يۇقىرى ئىشلەش چاستوتىسىنى ئىشقا ئاشۇرىدۇ)
• ئوپتوئېلېكترون: كۆك رەڭلىك LED چىراغلىرى ئۈچۈن ئاساس ماتېرىيال

 

200 مىللىمېتىرلىق SiC ئېپىتاكسىيال ۋافېر

 

ئۆلچەم	كېرامىكا دەرىجىلىك SiC	يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىك SiC
كىرىستال قۇرۇلمىسى	كۆپ كرىستاللىق، كۆپ خىل كۆپ خىل شەكىللىك	يەككە كىرىستال، قاتتىق تاللانغان كۆپ خىل شەكىللىك
جەرياننىڭ مەركىزى	زىچلاشتۇرۇش ۋە شەكىلنى كونترول قىلىش	كرىستال سۈپىتى ۋە ئېلېكتر خۇسۇسىيىتىنى كونترول قىلىش
ئىقتىدار ئالدىنقى ئورۇندا تۇرىدۇ	مېخانىكىلىق كۈچ، چىرىشكە قارشى تۇرۇش، ئىسسىقلىق مۇقىملىقى	ئېلېكتر خۇسۇسىيىتى (بەلۋاغ بوشلۇقى، بۇزۇلۇش مەيدانى قاتارلىقلار)
قوللىنىش سىنارىيەلىرى	قۇرۇلما زاپچاسلىرى، ئۇپراشقا چىداملىق زاپچاسلار، يۇقىرى تېمپېراتۇرىلىق زاپچاسلار	يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئۈسكۈنىلەر، يۇقىرى چاستوتىلىق ئۈسكۈنىلەر، ئوپتوئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر
چىقىم قوزغاتقۇچلىرى	جەرياننىڭ ئەۋرىشىمچانلىقى، خام ئەشيا تەننەرخى	كىرىستال ئۆسۈش سۈرئىتى، ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئېنىقلىقى، خام ماتېرىيالنىڭ ساپلىقى

 

قىسقىسى، ئاساسلىق پەرق ئۇلارنىڭ ئالاھىدە ئىقتىدار مەقسىتىدىن كېلىپ چىقىدۇ: كېرامىكا دەرىجىلىك SiC «شەكىل (قۇرۇلما)» نى ئىشلىتىدۇ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىك SiC بولسا «خۇسۇسىيەت (ئېلېكتر)» نى ئىشلىتىدۇ. بىرىنچىسى تېجەيدىغان مېخانىكىلىق/ئىسسىقلىق ئىقتىدارنى قوغلىشىدۇ، ئىككىنچىسى بولسا يۇقىرى ساپلىق، يەككە كىرىستاللىق ئىقتىدارلىق ماتېرىيال سۈپىتىدە ماتېرىيال تەييارلاش تېخنىكىسىنىڭ چوققىسىنى نامايان قىلىدۇ. ئوخشاش خىمىيىلىك كېلىش مەنبەسىگە ئىگە بولسىمۇ، كېرامىكا دەرىجىلىك ۋە يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىك SiC ساپلىق، كىرىستال قۇرۇلمىسى ۋە ئىشلەپچىقىرىش جەريانلىرىدا روشەن پەرقلەرنى كۆرسىتىدۇ، ئەمما ھەر ئىككىسى ئۆز ساھەلىرىدە سانائەت ئىشلەپچىقىرىشى ۋە تېخنىكىلىق تەرەققىياتقا زور تۆھپە قوشىدۇ.