Τι είναι το καρβίδιο του πυριτίου;

Όπως υποδηλώνει το όνομα, το καρβίδιο του πυριτίου είναι ένα σημαντικό ημιαγωγικό υλικό τρίτης γενιάς, το οποίο είναι μια ένωση που αποτελείται από Si και C. Αυτός ο συνδυασμός αυτών των δύο στοιχείων οδηγεί σε μια στιβαρή τετραεδρική δομή, δίνοντάς του πολυάριθμα πλεονεκτήματα και ευρείες προοπτικές εφαρμογής, ειδικά στους τομείς των ηλεκτρονικών ισχύος και της νέας ενέργειας.

Φυσικά, το υλικό SiC δεν αποτελείται από ένα μόνο τετράεδρο ενός ατόμου Si και ενός ατόμου C, αλλά από αμέτρητα άτομα Si και C. Ένας μεγάλος αριθμός ατόμων Si και C σχηματίζει κυματιστά διπλά ατομικά στρώματα (ένα στρώμα ατόμων C και ένα στρώμα ατόμων Si) και πολλά διπλά ατομικά στρώματα στοιβάζονται για να σχηματίσουν κρυστάλλους SiC. Λόγω των περιοδικών αλλαγών που συμβαίνουν κατά τη διαδικασία στοίβαξης των διπλών ατομικών στρωμάτων Si-C, υπάρχουν σήμερα περισσότερες από 200 διαφορετικές κρυσταλλικές δομές με διακριτές διατάξεις. Επί του παρόντος, οι πιο κοινές κρυσταλλικές μορφές σε πρακτικές εφαρμογές είναι 3C-SiC, 4H-SiC και 6H-SiC.

Τα πλεονεκτήματα των κρυστάλλων καρβιδίου του πυριτίου:

(1) Μηχανικές ιδιότητες

Οι κρύσταλλοι καρβιδίου του πυριτίου έχουν εξαιρετικά υψηλή σκληρότητα και καλή αντοχή στη φθορά, όντας ο δεύτερος σκληρότερος κρύσταλλος που έχει βρεθεί μέχρι στιγμής, μόνο μετά το διαμάντι. Λόγω των εξαιρετικών μηχανικών ιδιοτήτων του, το κονιοποιημένο καρβίδιο του πυριτίου χρησιμοποιείται συχνά στη βιομηχανία κοπής ή στίλβωσης και οι ανθεκτικές στη φθορά επικαλύψεις σε ορισμένα τεμάχια χρησιμοποιούν επίσης επικαλύψεις καρβιδίου του πυριτίου - για παράδειγμα, η ανθεκτική στη φθορά επίστρωση στο κατάστρωμα του πολεμικού πλοίου Shandong είναι κατασκευασμένη από καρβίδιο του πυριτίου.

(2) Θερμικές ιδιότητες

Η θερμική αγωγιμότητα του καρβιδίου του πυριτίου είναι 3 φορές εκείνη του παραδοσιακού ημιαγωγού Si και 8 φορές εκείνη του GaAs. Οι συσκευές από καρβίδιο του πυριτίου μπορούν να διαχέουν τη θερμότητα που παράγεται γρήγορα, επομένως οι συσκευές καρβιδίου του πυριτίου έχουν σχετικά χαλαρές απαιτήσεις σε συνθήκες απαγωγής θερμότητας και είναι πιο κατάλληλες για την κατασκευή συσκευών υψηλής ισχύος. Το καρβίδιο του πυριτίου έχει επίσης σταθερές θερμοδυναμικές ιδιότητες: υπό κανονική πίεση, αποσυντίθεται απευθείας σε ατμούς Si και C σε υψηλές θερμοκρασίες χωρίς να λιώνει.

(3) Χημικές ιδιότητες

Το καρβίδιο του πυριτίου έχει σταθερές χημικές ιδιότητες και εξαιρετική αντοχή στη διάβρωση. Δεν αντιδρά με κανένα γνωστό οξύ σε θερμοκρασία δωματίου. Όταν το καρβίδιο του πυριτίου τοποθετηθεί στον αέρα για μεγάλο χρονικό διάστημα, ένα πυκνό λεπτό στρώμα SiO2 θα σχηματιστεί αργά στην επιφάνειά του, αποτρέποντας περαιτέρω αντιδράσεις οξείδωσης.

(4) Ηλεκτρικές ιδιότητες

Ως αντιπροσωπευτικό υλικό ημιαγωγών ευρείας ζώνης, τα πλάτη διακενού ζώνης των 6H-SiC και 4H-SiC είναι 3,0 eV και 3,2 eV αντίστοιχα, τα οποία είναι 3 φορές από το Si και 2 φορές από το GaAs. Οι συσκευές ημιαγωγών από καρβίδιο του πυριτίου έχουν μικρότερο ρεύμα διαρροής και μεγαλύτερο ηλεκτρικό πεδίο διάσπασης, επομένως το καρβίδιο του πυριτίου θεωρείται ιδανικό υλικό για συσκευές υψηλής ισχύος. Η κινητικότητα κορεσμένων ηλεκτρονίων του καρβιδίου του πυριτίου είναι επίσης 2 φορές υψηλότερη από αυτή του Si, δίνοντάς του προφανή πλεονεκτήματα στην κατασκευή συσκευών υψηλής συχνότητας.

(5) Οπτικές ιδιότητες

Λόγω του μεγάλου κενού ζώνης του, οι κρύσταλλοι καρβιδίου του πυριτίου χωρίς επικάλυψη είναι άχρωμοι και διαφανείς. Οι κρύσταλλοι καρβιδίου του πυριτίου με ντόπινγκ παρουσιάζουν διαφορετικά χρώματα λόγω διαφορών στις ιδιότητές τους. Για παράδειγμα, μετά από ντόπινγκ με N, το 6H-SiC εμφανίζεται πράσινο, το 4H-SiC εμφανίζεται καφέ και το 15R-SiC εμφανίζεται κίτρινο. Το ντόπινγκ με Al κάνει το 4H-SiC να φαίνεται μπλε. Η παρατήρηση του χρώματος για τον προσδιορισμό του πολυτύπου είναι μια διαισθητική μέθοδος για τη διάκριση των πολυτύπων καρβιδίου του πυριτίου.

Προσφορές Semicorexυποστρώματα καρβιδίου του πυριτίουσε διάφορα μεγέθη και ποιότητες. Μη διστάσετε να επικοινωνήσετε μαζί μας για οποιεσδήποτε ερωτήσεις ή για περισσότερες λεπτομέρειες.

Τηλ: +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com