Kaj je silicijev karbid?

Kot že ime pove, je silicijev karbid pomemben polprevodniški material tretje generacije, ki je spojina, sestavljena iz Si ​​in C. Ta kombinacija teh dveh elementov ima za posledico robustno tetraedrsko strukturo, kar mu daje številne prednosti in široke možnosti uporabe, zlasti na področjih močnostne elektronike in nove energije.

Seveda material SiC ni sestavljen iz enega samega tetraedra z enim atomom Si in enim atomom C, ampak iz neštetih atomov Si in C. Veliko število atomov Si in C tvori valovite dvojne atomske plasti (ena plast atomov C in ena plast atomov Si), številne dvojne atomske plasti pa se zložijo v kristale SiC. Zaradi občasnih sprememb, ki se pojavljajo med procesom zlaganja dvojnih atomskih plasti Si-C, trenutno obstaja več kot 200 različnih kristalnih struktur z različnimi ureditvami. Trenutno so najpogostejše kristalne oblike v praktičnih aplikacijah 3C-SiC, 4H-SiC in 6H-SiC.

Prednosti kristalov silicijevega karbida:

(1) Mehanske lastnosti

Kristali silicijevega karbida imajo izredno visoko trdoto in dobro odpornost proti obrabi, saj so takoj za diamantom drugi najtrši najdeni kristali. Zaradi svojih odličnih mehanskih lastnosti se silicijev karbid v prahu pogosto uporablja v industriji rezanja ali poliranja, proti obrabi odporne prevleke na nekaterih obdelovancih pa uporabljajo tudi prevleke iz silicijevega karbida – na primer, proti obrabi odporna prevleka na krovu vojaške ladje Shandong je narejena iz silicijevega karbida.

(2) Toplotne lastnosti

Toplotna prevodnost silicijevega karbida je 3-krat večja od tradicionalnega polprevodnika Si in 8-krat večja od GaAs. Naprave iz silicijevega karbida lahko hitro odvajajo ustvarjeno toploto, zato imajo naprave iz silicijevega karbida razmeroma ohlapne zahteve glede pogojev odvajanja toplote in so bolj primerne za izdelavo visokozmogljivih naprav. Silicijev karbid ima tudi stabilne termodinamične lastnosti: pod normalnim tlakom se pri visokih temperaturah neposredno razgradi v hlape Si in C brez taljenja.

(3) Kemijske lastnosti

Silicijev karbid ima stabilne kemične lastnosti in odlično odpornost proti koroziji. Pri sobni temperaturi ne reagira z nobeno znano kislino. Ko je silicijev karbid dlje časa postavljen v zrak, se bo na njegovi površini počasi oblikovala gosta tanka plast SiO2, ki bo preprečila nadaljnje oksidacijske reakcije.

(4) Električne lastnosti

Kot reprezentativni material za širokopasovne polprevodnike sta pasovni širini 6H-SiC in 4H-SiC 3,0 eV oziroma 3,2 eV, kar je 3-krat več kot pri Si in 2-krat več kot pri GaAs. Polprevodniške naprave iz silicijevega karbida imajo manjši uhajalni tok in večje prebojno električno polje, zato silicijev karbid velja za idealen material za visoko zmogljive naprave. Mobilnost nasičenih elektronov silicijevega karbida je tudi 2-krat večja kot pri Si, kar mu daje očitne prednosti pri izdelavi visokofrekvenčnih naprav.

(5) Optične lastnosti

Zaradi širokega pasovnega razmika so nedopirani kristali silicijevega karbida brezbarvni in prozorni. Dopirani kristali silicijevega karbida kažejo različne barve zaradi razlik v njihovih lastnostih. Na primer, po dopiranju z N je 6H-SiC videti zelen, 4H-SiC rjav in 15R-SiC rumen; dopiranje z Al naredi 4H-SiC modro. Opazovanje barve za določanje politipa je intuitivna metoda za razlikovanje politipov silicijevega karbida.

Semicorex ponujasubstrati iz silicijevega karbidav različnih velikostih in razredih. Za vsa vprašanja ali dodatne podrobnosti nas kontaktirajte.

Tel.: +86-13567891907

E-pošta: sales@semicorex.com