سیلیکون کاربید چیست؟

همانطور که از نام آن پیداست، کاربید سیلیکون یک ماده نیمه هادی نسل سوم مهم است که ترکیبی از Si و C است. این ترکیب این دو عنصر منجر به ساختار چهار وجهی قوی می شود که به آن مزیت های متعدد و چشم انداز کاربردی گسترده ای به خصوص در زمینه های الکترونیک قدرت و انرژی های جدید می دهد.

البته ماده SiC از یک چهار وجهی منفرد از یک اتم Si و یک اتم C تشکیل نشده است، بلکه از تعداد بی شماری اتم Si و C تشکیل شده است. تعداد زیادی از اتم‌های Si و C لایه‌های اتمی دوتایی موج‌دار را تشکیل می‌دهند (یک لایه اتم C و یک لایه اتم Si)، و چندین لایه اتمی دوتایی روی هم قرار می‌گیرند تا کریستال‌های SiC را تشکیل دهند. با توجه به تغییرات دوره ای که در طول فرآیند انباشته شدن لایه های اتمی دوگانه Si-C رخ می دهد، در حال حاضر بیش از 200 ساختار کریستالی مختلف با آرایش های متمایز وجود دارد. در حال حاضر، رایج ترین اشکال کریستالی در کاربردهای عملی عبارتند از 3C-SiC، 4H-SiC و 6H-SiC.

مزایای کریستال های کاربید سیلیکون:

(1) خواص مکانیکی

کریستال های کاربید سیلیکون دارای سختی بسیار بالا و مقاومت در برابر سایش خوب هستند، و بعد از الماس دومین کریستال سختی است که تاکنون یافت شده است. به دلیل خواص مکانیکی عالی، کاربید سیلیکون پودری اغلب در صنعت برش یا پرداخت استفاده می‌شود، و در پوشش‌های مقاوم در برابر سایش روی برخی از قطعات کار نیز از پوشش‌های کاربید سیلیکون استفاده می‌شود - به عنوان مثال، پوشش مقاوم در برابر سایش در عرشه کشتی جنگی شاندونگ از کاربید سیلیکون ساخته شده است.

(2) خواص حرارتی

هدایت حرارتی کاربید سیلیکون 3 برابر نیمه هادی سنتی Si و 8 برابر GaAs است. دستگاه های ساخته شده از کاربید سیلیکون می توانند گرمای تولید شده را به سرعت دفع کنند، بنابراین دستگاه های کاربید سیلیکون در شرایط اتلاف گرما نیازهای نسبتاً ضعیفی دارند و برای ساخت دستگاه های پرقدرت مناسب تر هستند. کاربید سیلیکون همچنین دارای خواص ترمودینامیکی پایداری است: تحت فشار معمولی، در دماهای بالا بدون ذوب مستقیماً به بخار سی و سی تجزیه می شود.

(3) خواص شیمیایی

کاربید سیلیکون دارای خواص شیمیایی پایدار و مقاومت در برابر خوردگی عالی است. در دمای اتاق با هیچ اسید شناخته شده ای واکنش نشان نمی دهد. هنگامی که کاربید سیلیکون برای مدت طولانی در هوا قرار می گیرد، یک لایه نازک SiO2 متراکم به آرامی روی سطح آن تشکیل می شود و از واکنش های اکسیداسیون بیشتر جلوگیری می کند.

(4) خواص الکتریکی

به عنوان ماده ای نماینده نیمه هادی های با شکاف گسترده، عرض باند 6H-SiC و 4H-SiC به ترتیب 3.0 eV و 3.2 eV است که 3 برابر Si و 2 برابر GaAs است. دستگاه های نیمه هادی ساخته شده از کاربید سیلیکون دارای جریان نشتی کمتر و میدان الکتریکی شکست بزرگتر هستند، بنابراین کاربید سیلیکون یک ماده ایده آل برای دستگاه های پرقدرت در نظر گرفته می شود. تحرک الکترون اشباع کاربید سیلیکون نیز 2 برابر بیشتر از Si است که به آن مزایای آشکاری در ساخت دستگاه‌های فرکانس بالا می‌دهد.

(5) خواص نوری

کریستال‌های کاربید سیلیکون بدون لایه‌بندی به دلیل شکاف باند وسیع، بی‌رنگ و شفاف هستند. کریستال های کاربید سیلیکون دوپ شده به دلیل تفاوت در خواص رنگ های متفاوتی از خود نشان می دهند. برای مثال، پس از دوپینگ با N، 6H-SiC سبز، 4H-SiC قهوه ای و 15R-SiC زرد به نظر می رسد. دوپینگ با Al باعث می شود 4H-SiC آبی به نظر برسد. مشاهده رنگ برای تعیین پلی تایپ یک روش بصری برای تشخیص پلی‌تیپ‌های کاربید سیلیکون است.

Semicorex ارائه می دهدبسترهای کاربید سیلیکوندر اندازه ها و درجه های مختلف لطفا در صورت داشتن هرگونه سوال یا اطلاعات بیشتر با ما تماس بگیرید.

تلفن: +86-13567891907

ایمیل: sales@semicorex.com