Wat is siliciumcarbide?

Zoals de naam al doet vermoeden, is siliciumcarbide een belangrijk halfgeleidermateriaal van de derde generatie, een verbinding bestaande uit Si en C. Deze combinatie van deze twee elementen resulteert in een robuuste tetraëdrische structuur, waardoor het talloze voordelen en brede toepassingsmogelijkheden heeft, vooral op het gebied van vermogenselektronica en nieuwe energie.

Uiteraard bestaat SiC-materiaal niet uit één enkele tetraëder van één Si-atoom en één C-atoom, maar uit talloze Si- en C-atomen. Een groot aantal Si- en C-atomen vormen golvende dubbele atomaire lagen (één laag C-atomen en één laag Si-atomen), en talrijke dubbele atomaire lagen stapelen zich op om SiC-kristallen te vormen. Als gevolg van periodieke veranderingen die optreden tijdens het stapelproces van dubbele atomaire Si-C-lagen, zijn er momenteel meer dan 200 verschillende kristalstructuren met verschillende arrangementen. Momenteel zijn de meest voorkomende kristalvormen in praktische toepassingen 3C-SiC, 4H-SiC en 6H-SiC.

De voordelen van siliciumcarbidekristallen:

(1) Mechanische eigenschappen

Siliciumcarbidekristallen hebben een extreem hoge hardheid en goede slijtvastheid en zijn het op een na hardste kristal dat tot nu toe is gevonden, na diamant. Vanwege de uitstekende mechanische eigenschappen wordt siliciumcarbide in poedervorm vaak gebruikt in de snij- of polijstindustrie, en bij slijtvaste coatings op sommige werkstukken worden ook siliciumcarbidecoatings gebruikt - de slijtvaste coating op het dek van het Shandong-oorlogsschip is bijvoorbeeld gemaakt van siliciumcarbide.

(2) Thermische eigenschappen

De thermische geleidbaarheid van siliciumcarbide is 3 keer die van traditionele halfgeleider Si en 8 keer die van GaAs. Apparaten gemaakt van siliciumcarbide kunnen de gegenereerde warmte snel afvoeren, dus apparaten van siliciumcarbide stellen relatief losse eisen aan de omstandigheden voor warmtedissipatie en zijn geschikter voor de productie van apparaten met een hoog vermogen. Siliciumcarbide heeft ook stabiele thermodynamische eigenschappen: onder normale druk ontleedt het bij hoge temperaturen direct in Si- en C-damp zonder te smelten.

(3) Chemische eigenschappen

Siliciumcarbide heeft stabiele chemische eigenschappen en uitstekende corrosieweerstand. Het reageert niet met enig bekend zuur bij kamertemperatuur. Wanneer siliciumcarbide lange tijd in de lucht wordt geplaatst, zal zich langzaam een ​​dichte dunne SiO2-laag op het oppervlak vormen, waardoor verdere oxidatiereacties worden voorkomen.

(4) Elektrische eigenschappen

Als representatief materiaal voor halfgeleiders met een grote bandafstand zijn de bandbreedtes van 6H-SiC en 4H-SiC respectievelijk 3,0 eV en 3,2 eV, wat drie keer zo groot is als die van Si en twee keer zo groot als die van GaAs. Halfgeleiderapparaten gemaakt van siliciumcarbide hebben een kleinere lekstroom en een groter doorslagelektrisch veld, dus siliciumcarbide wordt beschouwd als een ideaal materiaal voor apparaten met een hoog vermogen. De verzadigde elektronenmobiliteit van siliciumcarbide is ook twee keer hoger dan die van Si, wat het duidelijke voordelen oplevert bij de productie van hoogfrequente apparaten.

(5) Optische eigenschappen

Vanwege de grote bandafstand zijn ongedoteerde siliciumcarbidekristallen kleurloos en transparant. Gedoteerde siliciumcarbidekristallen vertonen verschillende kleuren vanwege verschillen in hun eigenschappen. Na dotering met N lijkt 6H-SiC bijvoorbeeld groen, 4H-SiC lijkt bruin en 15R-SiC lijkt geel; doping met Al zorgt ervoor dat 4H-SiC blauw lijkt. Het observeren van de kleur om het polytype te bepalen is een intuïtieve methode om siliciumcarbide-polytypes te onderscheiden.

Semicorex aanbiedingensiliciumcarbidesubstratenin diverse maten en kwaliteiten. Neem gerust contact met ons op als u vragen heeft of voor meer informatie.

Tel: +86-13567891907

E-mail: sales@semicorex.com