Co to jest węglik krzemu?

Jak sama nazwa wskazuje, węglik krzemu jest ważnym materiałem półprzewodnikowym trzeciej generacji, będącym związkiem złożonym z Si i C. To połączenie tych dwóch pierwiastków skutkuje solidną strukturą czworościenną, co daje mu liczne zalety i szerokie perspektywy zastosowania, zwłaszcza w dziedzinie energoelektroniki i nowej energii.

Oczywiście materiał SiC nie składa się z pojedynczego czworościanu składającego się z jednego atomu Si i jednego atomu C, ale z niezliczonych atomów Si i C. Duża liczba atomów Si i C tworzy faliste podwójne warstwy atomowe (jedna warstwa atomów C i jedna warstwa atomów Si), a liczne podwójne warstwy atomowe układają się w stosy, tworząc kryształy SiC. Ze względu na okresowe zmiany zachodzące podczas procesu układania podwójnych warstw atomowych Si-C, obecnie istnieje ponad 200 różnych struktur krystalicznych o odmiennych układach. Obecnie najpowszechniejszymi postaciami krystalicznymi w zastosowaniach praktycznych są 3C-SiC, 4H-SiC i 6H-SiC.

Zalety kryształów węglika krzemu:

(1) Właściwości mechaniczne

Kryształy węglika krzemu charakteryzują się wyjątkowo wysoką twardością i dobrą odpornością na zużycie, będąc drugim najtwardszym kryształem znalezionym do tej pory, zaraz po diamencie. Ze względu na doskonałe właściwości mechaniczne sproszkowany węglik krzemu jest często stosowany w przemyśle cięcia i polerowania, a w przypadku powłok odpornych na zużycie na niektórych przedmiotach również stosuje się powłoki z węglika krzemu — na przykład odporna na zużycie powłoka na pokładzie okrętu wojennego Shandong jest wykonana z węglika krzemu.

(2) Właściwości termiczne

Przewodność cieplna węglika krzemu jest 3 razy większa niż w przypadku tradycyjnego półprzewodnika Si i 8 razy większa niż w przypadku GaAs. Urządzenia wykonane z węglika krzemu mogą szybko rozpraszać wytwarzane ciepło, dlatego urządzenia z węglika krzemu mają stosunkowo luźne wymagania dotyczące warunków rozpraszania ciepła i są bardziej odpowiednie do produkcji urządzeń o dużej mocy. Węglik krzemu ma również stabilne właściwości termodynamiczne: pod normalnym ciśnieniem rozkłada się bezpośrednio na pary Si i C w wysokich temperaturach bez topienia.

(3) Właściwości chemiczne

Węglik krzemu ma stabilne właściwości chemiczne i doskonałą odporność na korozję. Nie reaguje z żadnym znanym kwasem w temperaturze pokojowej. Kiedy węglik krzemu będzie umieszczony w powietrzu przez dłuższy czas, na jego powierzchni powoli utworzy się gęsta, cienka warstwa SiO2, zapobiegając dalszym reakcjom utleniania.

(4) Właściwości elektryczne

Jako reprezentatywny materiał półprzewodników o szerokiej przerwie energetycznej, szerokości przerwy wzbronionej 6H-SiC i 4H-SiC wynoszą odpowiednio 3,0 eV i 3,2 eV, czyli 3 razy więcej niż Si i 2 razy więcej niż GaAs. Urządzenia półprzewodnikowe wykonane z węglika krzemu charakteryzują się mniejszym prądem upływu i większym polem elektrycznym przebicia, dlatego węglik krzemu jest uważany za idealny materiał na urządzenia dużej mocy. Nasycona ruchliwość elektronów węglika krzemu jest również 2 razy większa niż w przypadku Si, co daje oczywiste korzyści w produkcji urządzeń o wysokiej częstotliwości.

(5) Właściwości optyczne

Ze względu na szeroką przerwę wzbronioną niedomieszkowane kryształy węglika krzemu są bezbarwne i przezroczyste. Domieszkowane kryształy węglika krzemu wykazują różne kolory ze względu na różnice w ich właściwościach. Na przykład po domieszkowaniu N 6H-SiC ma kolor zielony, 4H-SiC jest brązowy, a 15R-SiC żółty; domieszkowanie Al powoduje, że 4H-SiC wydaje się niebieski. Obserwacja koloru w celu określenia politypu jest intuicyjną metodą rozróżnienia politypów węglika krzemu.

Oferta Semicorexupodłoża z węglika krzemuw różnych rozmiarach i klasach. W przypadku jakichkolwiek pytań lub dalszych szczegółów prosimy o kontakt.

Tel: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com