Какво представлява силициевият карбид?

Както подсказва името, силициевият карбид е важен полупроводников материал от трето поколение, който е съединение, съставено от Si и C. Тази комбинация от тези два елемента води до здрава тетраедрична структура, която му дава множество предимства и широки перспективи за приложение, особено в областта на силовата електроника и новата енергия.

Разбира се, материалът SiC не е съставен от единичен тетраедър от един Si атом и един C атом, а от безброй Si и C атоми. Голям брой Si и C атоми образуват вълнообразни двойни атомни слоеве (един слой C атоми и един слой Si атоми), а множество двойни атомни слоеве се натрупват, за да образуват SiC кристали. Поради периодични промени, възникващи по време на процеса на подреждане на Si-C двойни атомни слоеве, в момента има повече от 200 различни кристални структури с различни подредби. Понастоящем най-често срещаните кристални форми в практически приложения са 3C-SiC, 4H-SiC и 6H-SiC.

Предимствата на кристалите от силициев карбид:

(1) Механични свойства

Кристалите от силициев карбид имат изключително висока твърдост и добра устойчивост на износване, като са вторият най-твърд кристал, открит досега, само след диаманта. Поради отличните си механични свойства прахообразният силициев карбид често се използва в индустрията за рязане или полиране, а устойчивите на износване покрития върху някои детайли също използват покрития от силициев карбид – например устойчивото на износване покритие на палубата на военния кораб Shandong е направено от силициев карбид.

(2) Топлинни свойства

Топлинната проводимост на силициевия карбид е 3 пъти по-голяма от тази на традиционния полупроводник Si и 8 пъти по-голяма от тази на GaAs. Устройствата, изработени от силициев карбид, могат бързо да разсейват генерираната топлина, така че устройствата със силициев карбид имат относително свободни изисквания към условията на разсейване на топлината и са по-подходящи за производство на устройства с висока мощност. Силициевият карбид също има стабилни термодинамични свойства: при нормално налягане той се разлага директно на Si и C пари при високи температури, без да се топи.

(3) Химични свойства

Силициевият карбид има стабилни химични свойства и отлична устойчивост на корозия. Не реагира с никоя известна киселина при стайна температура. Когато силициевият карбид се постави във въздуха за дълго време, върху повърхността му бавно ще се образува плътен тънък слой SiO2, предотвратяващ по-нататъшни окислителни реакции.

(4) Електрически свойства

Като представителен материал за широкозонни полупроводници, ширините на забранената зона на 6H-SiC и 4H-SiC са съответно 3,0 eV и 3,2 eV, което е 3 пъти по-голямо от Si и 2 пъти по-голямо от това на GaAs. Полупроводниковите устройства, изработени от силициев карбид, имат по-малък ток на утечка и по-голямо пробивно електрическо поле, така че силициевият карбид се счита за идеален материал за устройства с висока мощност. Наситената електронна подвижност на силициевия карбид също е 2 пъти по-висока от тази на Si, което му дава очевидни предимства при производството на високочестотни устройства.

(5) Оптични свойства

Благодарение на широката си ширина на лентата, нелегираните кристали от силициев карбид са безцветни и прозрачни. Допираните кристали от силициев карбид показват различни цветове поради разликите в техните свойства. Например, след допиране с N, 6H-SiC изглежда зелен, 4H-SiC изглежда кафяв, а 15R-SiC изглежда жълт; допирането с Al кара 4H-SiC да изглежда син. Наблюдаването на цвета за определяне на политипа е интуитивен метод за разграничаване на политипове от силициев карбид.

Semicorex предлагасилициево-карбидни субстратив различни размери и степени. Моля, не се колебайте да се свържете с нас с всякакви въпроси или за допълнителни подробности.

Тел: +86-13567891907

Имейл: sales@semicorex.com