Vad är kiselkarbid?

Som namnet antyder är kiselkarbid ett viktigt tredje generationens halvledarmaterial, vilket är en förening som består av Si och C. Denna kombination av dessa två element resulterar i en robust tetraedrisk struktur, vilket ger den många fördelar och breda tillämpningsmöjligheter, särskilt inom områdena kraftelektronik och ny energi.

Naturligtvis är SiC-material inte sammansatt av en enda tetraeder av en Si-atom och en C-atom, utan av otaliga Si- och C-atomer. Ett stort antal Si- och C-atomer bildar vågformiga dubbla atomskikt (ett skikt av C-atomer och ett skikt av Si-atomer), och många dubbla atomskikt staplas för att bilda SiC-kristaller. På grund av periodiska förändringar som sker under staplingsprocessen av Si-C dubbla atomlager, finns det för närvarande mer än 200 olika kristallstrukturer med distinkta arrangemang. För närvarande är de vanligaste kristallformerna i praktiska tillämpningar 3C-SiC, 4H-SiC och 6H-SiC.

Fördelarna med kiselkarbidkristaller:

(1) Mekaniska egenskaper

Kiselkarbidkristaller har extremt hög hårdhet och god slitstyrka, och är den näst hårdaste kristall som hittats hittills, bara efter diamant. På grund av dess utmärkta mekaniska egenskaper används kiselkarbid i pulverform ofta inom skär- eller polerindustrin, och slitstarka beläggningar på vissa arbetsstycken använder också kiselkarbidbeläggningar - till exempel är den slitstarka beläggningen på däcket på krigsfartyget Shandong gjord av kiselkarbid.

(2) Termiska egenskaper

Den termiska ledningsförmågan för kiselkarbid är 3 gånger den för traditionell halvledare Si och 8 gånger den för GaAs. Enheter gjorda av kiselkarbid kan avleda värme som genereras snabbt, så kiselkarbidanordningar har relativt lösa krav på värmeavledningsförhållanden och är mer lämpade för tillverkning av högeffektsenheter. Kiselkarbid har också stabila termodynamiska egenskaper: under normalt tryck sönderdelas den direkt till Si- och C-ånga vid höga temperaturer utan att smälta.

(3) Kemiska egenskaper

Kiselkarbid har stabila kemiska egenskaper och utmärkt korrosionsbeständighet. Det reagerar inte med någon känd syra vid rumstemperatur. När kiselkarbid placeras i luften under en längre tid kommer ett tätt SiO2-tunt skikt långsamt att bildas på dess yta, vilket förhindrar ytterligare oxidationsreaktioner.

(4) Elektriska egenskaper

Som ett representativt material för halvledare med breda bandgap är bandgapbredderna för 6H-SiC och 4H-SiC 3,0 eV respektive 3,2 eV, vilket är 3 gånger det för Si och 2 gånger det för GaAs. Halvledarenheter gjorda av kiselkarbid har mindre läckström och större elektriskt nedbrytningsfält, så kiselkarbid anses vara ett idealiskt material för högeffektsenheter. Den mättade elektronrörligheten för kiselkarbid är också 2 gånger högre än den för Si, vilket ger den uppenbara fördelar vid tillverkning av högfrekventa enheter.

(5) Optiska egenskaper

På grund av dess breda bandgap är odopade kiselkarbidkristaller färglösa och genomskinliga. Dopade kiselkarbidkristaller visar olika färger på grund av skillnader i deras egenskaper. Till exempel, efter dopning med N, verkar 6H-SiC grönt, 4H-SiC verkar brunt och 15R-SiC verkar gult; dopning med Al gör att 4H-SiC ser blått ut. Att observera färgen för att bestämma polytypen är en intuitiv metod för att särskilja polytyper av kiselkarbid.

Semicorex erbjuderkiselkarbidsubstrati olika storlekar och kvaliteter. Kontakta oss gärna om du har frågor eller för mer information.

Tel: +86-13567891907

E-post: sales@semicorex.com