Čo je karbid kremíka?

Ako už názov napovedá, karbid kremíka je dôležitým polovodičovým materiálom tretej generácie, čo je zlúčenina zložená z Si a C. Výsledkom tejto kombinácie týchto dvoch prvkov je robustná štvorstenná štruktúra, ktorá jej dáva početné výhody a široké možnosti využitia, najmä v oblasti výkonovej elektroniky a novej energetiky.

Samozrejme, materiál SiC nie je zložený z jedného štvorstenu s jedným atómom Si a jedným atómom C, ale z nespočetných atómov Si a C. Veľký počet atómov Si a C tvorí zvlnené dvojité atómové vrstvy (jedna vrstva atómov C a jedna vrstva atómov Si) a početné dvojité atómové vrstvy sa hromadia za vzniku kryštálov SiC. V dôsledku periodických zmien, ku ktorým dochádza počas procesu stohovania dvojitých atómových vrstiev Si-C, v súčasnosti existuje viac ako 200 rôznych kryštálových štruktúr s odlišným usporiadaním. V súčasnosti sú najbežnejšie kryštálové formy v praktických aplikáciách 3C-SiC, 4H-SiC a 6H-SiC.

Výhody kryštálov karbidu kremíka:

(1) Mechanické vlastnosti

Kryštály karbidu kremíka majú extrémne vysokú tvrdosť a dobrú odolnosť proti opotrebeniu, pričom sú druhým najtvrdším kryštálom, ktorý sa doteraz našiel, hneď po diamante. Vďaka svojim vynikajúcim mechanickým vlastnostiam sa práškový karbid kremíka často používa v priemysle rezania alebo leštenia a povlaky odolné proti opotrebeniu na niektorých obrobkoch tiež používajú povlaky z karbidu kremíka – napríklad povlak odolný proti opotrebeniu na palube vojnovej lode Shandong je vyrobený z karbidu kremíka.

(2) Tepelné vlastnosti

Tepelná vodivosť karbidu kremíka je 3-krát vyššia ako u tradičného polovodičového Si a 8-krát vyššia ako u GaAs. Zariadenia vyrobené z karbidu kremíka môžu rýchlo odvádzať generované teplo, takže zariadenia z karbidu kremíka majú relatívne nízke požiadavky na podmienky odvádzania tepla a sú vhodnejšie na výrobu zariadení s vysokým výkonom. Karbid kremíka má tiež stabilné termodynamické vlastnosti: za normálneho tlaku sa rozkladá priamo na Si a C pary pri vysokých teplotách bez tavenia.

(3) Chemické vlastnosti

Karbid kremíka má stabilné chemické vlastnosti a vynikajúcu odolnosť proti korózii. Pri izbovej teplote nereaguje so žiadnou známou kyselinou. Keď je karbid kremíka umiestnený na vzduchu na dlhší čas, na jeho povrchu sa pomaly vytvorí hustá tenká vrstva SiO2, ktorá zabráni ďalším oxidačným reakciám.

(4) Elektrické vlastnosti

Ako reprezentatívny materiál polovodičov so širokou šírkou pásma sú šírky šírky pásma 6H-SiC a 4H-SiC 3,0 eV a 3,2 eV, čo je 3-násobok Si a 2-násobok GaAs. Polovodičové zariadenia vyrobené z karbidu kremíka majú menší zvodový prúd a väčšie prierazné elektrické pole, takže karbid kremíka je považovaný za ideálny materiál pre vysokovýkonné zariadenia. Mobilita nasýtených elektrónov karbidu kremíka je tiež 2-krát vyššia ako mobilita Si, čo mu dáva zjavné výhody pri výrobe vysokofrekvenčných zariadení.

(5) Optické vlastnosti

Nedopované kryštály karbidu kremíka sú vďaka svojej širokej bandgap bezfarebné a priehľadné. Dopované kryštály karbidu kremíka vykazujú rôzne farby v dôsledku rozdielov vo svojich vlastnostiach. Napríklad po dopovaní N sa 6H-SiC javí ako zelený, 4H-SiC hnedý a 15R-SiC žltý; dopovanie Al spôsobuje, že 4H-SiC vyzerá modro. Pozorovanie farby na určenie polytypu je intuitívna metóda na rozlíšenie polytypov karbidu kremíka.

Semicorex ponúkasubstráty z karbidu kremíkav rôznych veľkostiach a triedach. V prípade akýchkoľvek otázok alebo ďalších podrobností nás neváhajte kontaktovať.

Tel: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com