Mikä on piikarbidi?

Kuten nimestä voi päätellä, piikarbidi on tärkeä kolmannen sukupolven puolijohdemateriaali, joka on Si:stä ja C:stä koostuva yhdiste. Tämä näiden kahden alkuaineen yhdistelmä johtaa vankkaan tetraedriseen rakenteeseen, mikä antaa sille lukuisia etuja ja laajat sovellusmahdollisuudet erityisesti tehoelektroniikan ja uuden energian aloilla.

SiC-materiaali ei tietenkään koostu yhdestä tetraedristä, jossa on yksi Si-atomi ja yksi C-atomi, vaan lukemattomista Si- ja C-atomeista. Suuri määrä Si- ja C-atomeja muodostaa aaltoilevia kaksoisatomikerroksia (yksi kerros C-atomeja ja yksi kerros Si-atomeja), ja lukuisat kaksoisatomikerrokset pinoutuvat muodostaen SiC-kiteitä. Si-C-kaksoisatomikerrosten pinoamisprosessin aikana tapahtuvien ajoittain tapahtuvien muutosten vuoksi on tällä hetkellä yli 200 erilaista kiderakennetta erillisillä järjestelyillä. Tällä hetkellä yleisimmät kidemuodot käytännön sovelluksissa ovat 3C-SiC, 4H-SiC ja 6H-SiC.

Piikarbidikiteiden edut:

(1) Mekaaniset ominaisuudet

Piikarbidikiteillä on erittäin korkea kovuus ja hyvä kulutuskestävyys, ja ne ovat toiseksi kovimmat tähän mennessä löydetyt kiteet vasta timantin jälkeen. Erinomaisten mekaanisten ominaisuuksiensa ansiosta jauhettua piikarbidia käytetään usein leikkaus- tai kiillotusteollisuudessa, ja joidenkin työkappaleiden kulutusta kestävissä pinnoitteissa käytetään myös piikarbidipinnoitteita – esimerkiksi Shandongin sotalaivan kannen kulutusta kestävä pinnoite on valmistettu piikarbidista.

(2) Lämpöominaisuudet

Piikarbidin lämmönjohtavuus on 3 kertaa perinteisen puolijohteen Si ja 8 kertaa GaAs:n lämmönjohtavuus. Piikarbidista valmistetut laitteet voivat haihduttaa syntyvän lämmön nopeasti, joten piikarbidilaitteilla on suhteellisen löysät vaatimukset lämmönpoistoolosuhteille ja ne sopivat paremmin suuritehoisten laitteiden valmistukseen. Piikarbidilla on myös vakaat termodynaamiset ominaisuudet: normaalipaineessa se hajoaa suoraan Si- ja C-höyryksi korkeissa lämpötiloissa ilman sulamista.

(3) Kemialliset ominaisuudet

Piikarbidilla on vakaat kemialliset ominaisuudet ja erinomainen korroosionkestävyys. Se ei reagoi minkään tunnetun hapon kanssa huoneenlämpötilassa. Kun piikarbidia asetetaan ilmaan pitkäksi ajaksi, sen pinnalle muodostuu hitaasti tiheä SiO2-ohut kerros, joka estää hapettumisreaktioiden lisääntymisen.

(4) Sähköiset ominaisuudet

Laajakaistaisten puolijohteiden edustavana materiaalina 6H-SiC:n ja 4H-SiC:n kaistaleveydet ovat 3,0 eV ja 3,2 eV, jotka ovat 3 kertaa Si:n ja 2 kertaa GaAs:n kaistaleveydet. Piikarbidista valmistetuilla puolijohdelaitteilla on pienempi vuotovirta ja suurempi läpilyöntisähkökenttä, joten piikarbidia pidetään ihanteellisena materiaalina suuritehoisille laitteille. Piikarbidin tyydyttyneiden elektronien liikkuvuus on myös 2 kertaa suurempi kuin Si:n, mikä antaa sille ilmeisiä etuja korkeataajuisten laitteiden valmistuksessa.

(5) Optiset ominaisuudet

Leveän kaistanvälinsä ansiosta seostamattomat piikarbidikiteet ovat värittömiä ja läpinäkyviä. Seostetuilla piikarbidikiteillä on erilaisia ​​värejä niiden ominaisuuksien erojen vuoksi. Esimerkiksi N:lla seostuksen jälkeen 6H-SiC näyttää vihreältä, 4H-SiC näyttää ruskealta ja 15R-SiC näyttää keltaiselta; Al-seostus saa 4H-SiC:n näyttämään siniseltä. Värin tarkkaileminen polytyypin määrittämiseksi on intuitiivinen tapa erottaa piikarbidipolytyypit.

Semicorex tarjoaapiikarbidisubstraatiteri kokoisina ja eri laatuisina. Ota rohkeasti yhteyttä, jos sinulla on kysyttävää tai haluat lisätietoja.

Puh: +86-13567891907

Sähköposti: sales@semicorex.com