Mi az a szilícium-karbid?

Ahogy a neve is sugallja, a szilícium-karbid egy fontos harmadik generációs félvezető anyag, amely Si-ből és C-ből álló vegyület. E két elem kombinációja robusztus tetraéderes szerkezetet eredményez, amely számos előnnyel és széles körű alkalmazási lehetőséggel rendelkezik, különösen a teljesítményelektronika és az új energia területén.

Természetesen a SiC-anyag nem egyetlen Si-atomból és egy szénatomból álló tetraéderből áll, hanem számtalan Si- és C-atomból. Sok Si- és C-atom alkot hullámzó kettős atomi réteget (egy réteg C-atomot és egy réteg Si-atomot), és számos kettős atomos réteg halmozódik fel SiC kristályokká. A Si-C kettős atomos rétegek halmozási folyamata során fellépő időszakos változások miatt jelenleg több mint 200 különböző kristályszerkezet létezik, amelyek eltérő elrendezésűek. Jelenleg a gyakorlati alkalmazásokban a leggyakoribb kristályformák a 3C-SiC, 4H-SiC és 6H-SiC.

A szilícium-karbid kristályok előnyei:

(1) Mechanikai tulajdonságok

A szilícium-karbid kristályok rendkívül nagy keménységgel és jó kopásállósággal rendelkeznek, a második legkeményebb kristályok, amelyeket eddig találtak, csak a gyémánt után. Kiváló mechanikai tulajdonságai miatt a porított szilícium-karbidot gyakran használják a vágó- vagy polírozóiparban, és egyes munkadarabok kopásálló bevonatai is szilícium-karbid bevonatot használnak – például a Shandong hadihajó fedélzetén a kopásálló bevonat szilícium-karbidból készül.

(2) Termikus tulajdonságok

A szilícium-karbid hővezető képessége 3-szorosa a hagyományos Si-félvezetőé és 8-szorosa a GaA-énak. A szilícium-karbidból készült eszközök gyorsan elvezetik a keletkezett hőt, így a szilícium-karbid eszközök viszonylag laza hőelvezetési követelményeket támasztanak, és alkalmasabbak nagy teljesítményű készülékek gyártására. A szilícium-karbid stabil termodinamikai tulajdonságokkal is rendelkezik: normál nyomáson, olvadás nélkül, magas hőmérsékleten közvetlenül Si és C gőzzé bomlik.

(3) Kémiai tulajdonságok

A szilícium-karbid stabil kémiai tulajdonságokkal és kiváló korrózióállósággal rendelkezik. Szobahőmérsékleten nem lép reakcióba egyetlen ismert savval sem. Ha a szilícium-karbidot hosszabb ideig a levegőben helyezzük, a felületén lassan sűrű SiO2 vékonyréteg képződik, amely megakadályozza a további oxidációs reakciókat.

(4) Elektromos tulajdonságok

A széles sávú félvezetők jellemző anyagaként a 6H-SiC és a 4H-SiC sávszélessége 3,0 eV, illetve 3,2 eV, ami háromszorosa a Si-nek és kétszerese a GaAs-nak. A szilícium-karbidból készült félvezető eszközök kisebb szivárgási árammal és nagyobb áttörési elektromos mezővel rendelkeznek, így a szilícium-karbid ideális anyag a nagy teljesítményű eszközökhöz. A szilícium-karbid telített elektronok mobilitása is kétszerese a Si-énak, ami nyilvánvaló előnyöket jelent a nagyfrekvenciás eszközök gyártásában.

(5) Optikai tulajdonságok

Széles sávszélességének köszönhetően az adalékolatlan szilícium-karbid kristályok színtelenek és átlátszóak. Az adalékolt szilícium-karbid kristályok eltérő színt mutatnak tulajdonságaik eltérései miatt. Például N-dal való adalékolás után a 6H-SiC zöldnek, a 4H-SiC barnának, a 15R-SiC pedig sárgának tűnik; Al-dal való adalékolás a 4H-SiC kéknek tűnik. A szín megfigyelése a politípus meghatározásához intuitív módszer a szilícium-karbid politípusok megkülönböztetésére.

Semicorex ajánlatokszilícium-karbid hordozókkülönböző méretekben és minőségben. Bármilyen kérdéssel vagy további részletekért forduljon hozzánk bizalommal.

Tel: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com