সিলিকন কার্বাইড (SiC) একটি অসাধারণ যৌগ যা সেমিকন্ডাক্টর শিল্প এবং উন্নত সিরামিক পণ্য উভয় ক্ষেত্রেই পাওয়া যায়। এটি প্রায়শই সাধারণ মানুষের মধ্যে বিভ্রান্তির সৃষ্টি করে যারা এগুলিকে একই ধরণের পণ্য বলে ভুল করতে পারে। বাস্তবে, একই ধরণের রাসায়নিক গঠন ভাগ করে নেওয়ার পরেও, SiC হয় পরিধান-প্রতিরোধী উন্নত সিরামিক বা উচ্চ-দক্ষ সেমিকন্ডাক্টর হিসাবে প্রকাশিত হয়, যা শিল্প প্রয়োগে সম্পূর্ণ ভিন্ন ভূমিকা পালন করে। স্ফটিক কাঠামো, উৎপাদন প্রক্রিয়া, কর্মক্ষমতা বৈশিষ্ট্য এবং প্রয়োগ ক্ষেত্রের ক্ষেত্রে সিরামিক-গ্রেড এবং সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড SiC উপকরণের মধ্যে উল্লেখযোগ্য পার্থক্য রয়েছে।
- কাঁচামালের জন্য বিভিন্ন বিশুদ্ধতার প্রয়োজনীয়তা
সিরামিক-গ্রেড SiC এর পাউডার ফিডস্টকের জন্য তুলনামূলকভাবে নমনীয় বিশুদ্ধতার প্রয়োজনীয়তা রাখে। সাধারণত, 90%-98% বিশুদ্ধতা সহ বাণিজ্যিক-গ্রেড পণ্যগুলি বেশিরভাগ প্রয়োগের চাহিদা পূরণ করতে পারে, যদিও উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন কাঠামোগত সিরামিকের জন্য 98%-99.5% বিশুদ্ধতার প্রয়োজন হতে পারে (যেমন, প্রতিক্রিয়া-বন্ধনযুক্ত SiC নিয়ন্ত্রিত মুক্ত সিলিকন সামগ্রী প্রয়োজন)। এটি কিছু অমেধ্য সহ্য করে এবং কখনও কখনও ইচ্ছাকৃতভাবে সিন্টারিং সহায়ক যেমন অ্যালুমিনিয়াম অক্সাইড (Al₂O₃) বা ইট্রিয়াম অক্সাইড (Y₂O₃) অন্তর্ভুক্ত করে সিন্টারিং কর্মক্ষমতা উন্নত করতে, সিন্টারিং তাপমাত্রা কমাতে এবং চূড়ান্ত পণ্যের ঘনত্ব বাড়াতে।
সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড SiC-এর জন্য প্রায় নিখুঁত বিশুদ্ধতা স্তর প্রয়োজন। সাবস্ট্রেট-গ্রেড একক স্ফটিক SiC-এর জন্য ≥99.9999% (6N) বিশুদ্ধতা প্রয়োজন, কিছু উচ্চ-মানের অ্যাপ্লিকেশনের জন্য 7N (99.99999%) বিশুদ্ধতা প্রয়োজন। এপিট্যাক্সিয়াল স্তরগুলিকে 10¹⁶ পরমাণু/সেমি³-এর নিচে অপরিষ্কারতার ঘনত্ব বজায় রাখতে হবে (বিশেষ করে B, Al, এবং V-এর মতো গভীর-স্তরের অমেধ্য এড়িয়ে চলতে হবে)। এমনকি লোহা (Fe), অ্যালুমিনিয়াম (Al), বা বোরন (B) এর মতো অমেধ্যগুলিও বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে মারাত্মকভাবে প্রভাবিত করতে পারে, বাহক বিচ্ছুরণ ঘটায়, ভাঙ্গন ক্ষেত্রের শক্তি হ্রাস করে এবং শেষ পর্যন্ত ডিভাইসের কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতার সাথে আপস করে, কঠোর অপরিষ্কারতা নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয়।
সিলিকন কার্বাইড সেমিকন্ডাক্টর উপাদান
- স্বতন্ত্র স্ফটিক কাঠামো এবং গুণমান
সিরামিক-গ্রেড SiC মূলত পলিক্রিস্টালাইন পাউডার বা সিন্টারড বডি হিসেবে বিদ্যমান যা অসংখ্য এলোমেলোভাবে ভিত্তিক SiC মাইক্রোক্রিস্টাল দিয়ে গঠিত। উপাদানটিতে একাধিক পলিটাইপ (যেমন, α-SiC, β-SiC) থাকতে পারে, নির্দিষ্ট পলিটাইপের উপর কঠোর নিয়ন্ত্রণ ছাড়াই, সামগ্রিক উপাদানের ঘনত্ব এবং অভিন্নতার উপর জোর দেওয়া হয়। এর অভ্যন্তরীণ গঠনে প্রচুর পরিমাণে শস্যের সীমানা এবং মাইক্রোস্কোপিক ছিদ্র রয়েছে এবং এতে সিন্টারিং সহায়ক থাকতে পারে (যেমন, Al₂O₃, Y₂O₃)।
সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড SiC অবশ্যই একক-স্ফটিক সাবস্ট্রেট বা এপিট্যাক্সিয়াল স্তর হতে হবে যার মধ্যে অত্যন্ত সুশৃঙ্খল স্ফটিক কাঠামো রয়েছে। এর জন্য নির্ভুল স্ফটিক বৃদ্ধি কৌশল (যেমন, 4H-SiC, 6H-SiC) মাধ্যমে প্রাপ্ত নির্দিষ্ট পলিটাইপ প্রয়োজন। ইলেকট্রন গতিশীলতা এবং ব্যান্ডগ্যাপের মতো বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যগুলি পলিটাইপ নির্বাচনের জন্য অত্যন্ত সংবেদনশীল, যার জন্য কঠোর নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন। বর্তমানে, 4H-SiC উচ্চ ক্যারিয়ার গতিশীলতা এবং ব্রেকডাউন ফিল্ড শক্তি সহ তার উচ্চতর বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যের কারণে বাজারে আধিপত্য বিস্তার করে, যা এটিকে পাওয়ার ডিভাইসের জন্য আদর্শ করে তোলে।
- প্রক্রিয়া জটিলতার তুলনা
সিরামিক-গ্রেড SiC তুলনামূলকভাবে সহজ উৎপাদন প্রক্রিয়া (পাউডার প্রস্তুতি → গঠন → সিন্টারিং) ব্যবহার করে, যা "ইট তৈরির" অনুরূপ। প্রক্রিয়াটিতে অন্তর্ভুক্ত রয়েছে:
- বাইন্ডারের সাথে বাণিজ্যিক-গ্রেডের SiC পাউডার (সাধারণত মাইক্রন-আকারের) মেশানো
- চাপের মাধ্যমে গঠন
- কণা বিস্তারের মাধ্যমে ঘনত্ব অর্জনের জন্য উচ্চ-তাপমাত্রার সিন্টারিং (১৬০০-২২০০°C)
বেশিরভাগ অ্যাপ্লিকেশন ৯০% এর বেশি ঘনত্বের সাথে সন্তুষ্ট হতে পারে। পুরো প্রক্রিয়াটির জন্য সুনির্দিষ্ট স্ফটিক বৃদ্ধি নিয়ন্ত্রণের প্রয়োজন হয় না, বরং গঠন এবং সিন্টারিং ধারাবাহিকতার উপর মনোযোগ দেওয়া হয়। সুবিধার মধ্যে রয়েছে জটিল আকারের জন্য প্রক্রিয়া নমনীয়তা, যদিও তুলনামূলকভাবে কম বিশুদ্ধতার প্রয়োজনীয়তা রয়েছে।
সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড SiC-তে অনেক জটিল প্রক্রিয়া জড়িত (উচ্চ-বিশুদ্ধতা পাউডার প্রস্তুতি → একক-স্ফটিক সাবস্ট্রেট বৃদ্ধি → এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার ডিপোজিশন → ডিভাইস তৈরি)। মূল পদক্ষেপগুলির মধ্যে রয়েছে:
- প্রাথমিকভাবে ভৌত বাষ্প পরিবহন (PVT) পদ্ধতির মাধ্যমে সাবস্ট্রেট প্রস্তুতি
- চরম পরিস্থিতিতে (২২০০-২৪০০° সেলসিয়াস, উচ্চ ভ্যাকুয়াম) SiC পাউডারের পরমানন্দ
- তাপমাত্রার গ্রেডিয়েন্ট (±1°C) এবং চাপের পরামিতিগুলির সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ
- রাসায়নিক বাষ্প জমার (CVD) মাধ্যমে এপিট্যাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধির ফলে সমানভাবে পুরু, ডোপড স্তর তৈরি হয় (সাধারণত কয়েক থেকে দশ মাইক্রন)
দূষণ রোধ করার জন্য পুরো প্রক্রিয়াটির জন্য অতি-পরিষ্কার পরিবেশ (যেমন, দশম শ্রেণীর পরিষ্কার কক্ষ) প্রয়োজন। বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে চরম প্রক্রিয়া নির্ভুলতা, তাপ ক্ষেত্র এবং গ্যাস প্রবাহ হারের উপর নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন, কাঁচামালের বিশুদ্ধতা (>৯৯.৯৯৯৯%) এবং সরঞ্জামের পরিশীলিততার জন্য কঠোর প্রয়োজনীয়তা সহ।
- উল্লেখযোগ্য খরচের পার্থক্য এবং বাজারের দিকনির্দেশনা
সিরামিক-গ্রেড SiC বৈশিষ্ট্য:
- কাঁচামাল: বাণিজ্যিক-গ্রেড পাউডার
- তুলনামূলকভাবে সহজ প্রক্রিয়া
- কম খরচ: প্রতি টন হাজার থেকে দশ হাজার আরএমবি
- বিস্তৃত অ্যাপ্লিকেশন: ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম, অবাধ্য, এবং অন্যান্য খরচ-সংবেদনশীল শিল্প
সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড SiC বৈশিষ্ট্য:
- দীর্ঘ স্তর বৃদ্ধি চক্র
- ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ চ্যালেঞ্জিং
- কম ফলনের হার
- উচ্চ মূল্য: প্রতি ৬ ইঞ্চি সাবস্ট্রেটের জন্য হাজার হাজার মার্কিন ডলার
- কেন্দ্রীভূত বাজার: উচ্চ-কার্যক্ষমতাসম্পন্ন ইলেকট্রনিক্স যেমন পাওয়ার ডিভাইস এবং আরএফ উপাদান
নতুন শক্তির যানবাহন এবং 5G যোগাযোগের দ্রুত বিকাশের সাথে সাথে, বাজারের চাহিদা দ্রুত বৃদ্ধি পাচ্ছে।
- ডিফারেনশিয়েটেড অ্যাপ্লিকেশন সিনারিও
সিরামিক-গ্রেড SiC মূলত কাঠামোগত অ্যাপ্লিকেশনের জন্য "শিল্প ওয়ার্কহর্স" হিসেবে কাজ করে। এর চমৎকার যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্য (উচ্চ কঠোরতা, পরিধান প্রতিরোধ ক্ষমতা) এবং তাপীয় বৈশিষ্ট্য (উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ ক্ষমতা, জারণ প্রতিরোধ ক্ষমতা) ব্যবহার করে, এটি নিম্নলিখিত ক্ষেত্রে উৎকৃষ্ট:
- ঘষিয়া তুলিয়া ফেলিতে সক্ষম (পিষিয়া তোলার চাকা, স্যান্ডপেপার)
- অবাধ্য (উচ্চ-তাপমাত্রার চুল্লির আস্তরণ)
- ক্ষয়-প্রতিরোধী/ক্ষয়-প্রতিরোধী উপাদান (পাম্প বডি, পাইপের লাইনিং)
সিলিকন কার্বাইড সিরামিক কাঠামোগত উপাদান
সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড SiC "ইলেকট্রনিক এলিট" হিসেবে কাজ করে, ইলেকট্রনিক ডিভাইসে অনন্য সুবিধা প্রদর্শনের জন্য এর বিস্তৃত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর বৈশিষ্ট্য ব্যবহার করে:
- পাওয়ার ডিভাইস: ইভি ইনভার্টার, গ্রিড কনভার্টার (পাওয়ার রূপান্তর দক্ষতা উন্নত করা)
- আরএফ ডিভাইস: ৫জি বেস স্টেশন, রাডার সিস্টেম (উচ্চতর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি সক্ষম করে)
- অপটোইলেক্ট্রনিক্স: নীল এলইডির জন্য সাবস্ট্রেট উপাদান
২০০-মিলিমিটার SiC এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার
| মাত্রা | সিরামিক-গ্রেড SiC | সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড SiC |
| স্ফটিক গঠন | পলিক্রিস্টালাইন, একাধিক পলিটাইপ | একক স্ফটিক, কঠোরভাবে নির্বাচিত পলিটাইপ |
| প্রক্রিয়া ফোকাস | ঘনত্ব এবং আকৃতি নিয়ন্ত্রণ | স্ফটিকের গুণমান এবং বৈদ্যুতিক সম্পত্তি নিয়ন্ত্রণ |
| কর্মক্ষমতা অগ্রাধিকার | যান্ত্রিক শক্তি, জারা প্রতিরোধের, তাপ স্থায়িত্ব | বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য (ব্যান্ডগ্যাপ, ভাঙ্গন ক্ষেত্র, ইত্যাদি) |
| অ্যাপ্লিকেশনের পরিস্থিতি | কাঠামোগত উপাদান, পরিধান-প্রতিরোধী অংশ, উচ্চ-তাপমাত্রার উপাদান | উচ্চ-শক্তি ডিভাইস, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ডিভাইস, অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইস |
| খরচ চালক | প্রক্রিয়া নমনীয়তা, কাঁচামাল খরচ | স্ফটিক বৃদ্ধির হার, সরঞ্জামের নির্ভুলতা, কাঁচামালের বিশুদ্ধতা |
সংক্ষেপে, মৌলিক পার্থক্যটি তাদের স্বতন্ত্র কার্যকরী উদ্দেশ্য থেকে উদ্ভূত: সিরামিক-গ্রেড SiC "ফর্ম (কাঠামো)" ব্যবহার করে যখন সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড SiC "বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য" ব্যবহার করে। প্রথমটি সাশ্রয়ী যান্ত্রিক/তাপীয় কর্মক্ষমতা অনুসরণ করে, যখন দ্বিতীয়টি উচ্চ-বিশুদ্ধতা, একক-স্ফটিক কার্যকরী উপাদান হিসাবে উপাদান প্রস্তুতি প্রযুক্তির শীর্ষস্থানকে প্রতিনিধিত্ব করে। একই রাসায়নিক উৎপত্তি ভাগ করে নেওয়া সত্ত্বেও, সিরামিক-গ্রেড এবং সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড SiC বিশুদ্ধতা, স্ফটিক কাঠামো এবং উৎপাদন প্রক্রিয়ায় স্পষ্ট পার্থক্য প্রদর্শন করে - তবুও উভয়ই তাদের নিজ নিজ ক্ষেত্রে শিল্প উৎপাদন এবং প্রযুক্তিগত অগ্রগতিতে গুরুত্বপূর্ণ অবদান রাখে।
XKH হল একটি উচ্চ-প্রযুক্তিগত উদ্যোগ যা সিলিকন কার্বাইড (SiC) উপকরণের গবেষণা ও উন্নয়ন এবং উৎপাদনে বিশেষজ্ঞ, যা উচ্চ-বিশুদ্ধতা SiC সিরামিক থেকে শুরু করে সেমিকন্ডাক্টর-গ্রেড SiC স্ফটিক পর্যন্ত কাস্টমাইজড ডেভেলপমেন্ট, নির্ভুল যন্ত্র এবং পৃষ্ঠ চিকিত্সা পরিষেবা প্রদান করে। উন্নত প্রস্তুতি প্রযুক্তি এবং বুদ্ধিমান উৎপাদন লাইন ব্যবহার করে, XKH সেমিকন্ডাক্টর, নতুন শক্তি, মহাকাশ এবং অন্যান্য অত্যাধুনিক ক্ষেত্রে ক্লায়েন্টদের জন্য টিউনেবল-পারফরম্যান্স (90%-7N বিশুদ্ধতা) এবং কাঠামো-নিয়ন্ত্রিত (পলিক্রিস্টালাইন/একক-ক্রিস্টালাইন) SiC পণ্য এবং সমাধান প্রদান করে। আমাদের পণ্যগুলি সেমিকন্ডাক্টর সরঞ্জাম, বৈদ্যুতিক যানবাহন, 5G যোগাযোগ এবং সম্পর্কিত শিল্পে ব্যাপক প্রয়োগ খুঁজে পায়।
XKH দ্বারা উত্পাদিত সিলিকন কার্বাইড সিরামিক ডিভাইসগুলি নীচে দেওয়া হল।
পোস্টের সময়: জুলাই-৩০-২০২৫