מבנה החומר ותכונותיו של סיליקון קרביד מסונטר תחת לחץ אטמוספרי

סיליקון קרביד טהור הוא גביש שקוף וחסר צבע, ולכן מהו מבנה החומר והמאפיינים שלו? מהם מבנה החומר והמאפיינים של סיליקון קרביד?

סיליקון קרביד מסונטר תחת לחץ אטמוספרי

מבנה החומר של סיליקון קרביד מסונטר בלחץ אטמוספרי:

סיליקון קרביד מסונטר בלחץ אטמוספרי המשמש בתעשייה הוא צהוב בהיר, ירוק, כחול ושחור בהתאם לסוג ותכולת הזיהומים, והטוהר והשקיפות שונים. מבנה גביש הסיליקון קרביד מחולק לפלוטוניום בצורת שש מילים או יהלום ולפלוטוניום-סיליקון קובי. פלוטוניום-סיליקון יוצר מגוון עיוותים עקב סדר הערימה השונה של אטומי פחמן וסיליקון במבנה הגבישי, ונמצאו יותר מ-70 סוגים של עיוותים. בטא-סיליקון קרביד מומר לאלפא-סיליקון קרביד מעל 2100. בתהליך התעשייתי של סיליקון קרביד מעודן עם חול קוורץ איכותי וקוק נפט בכבשן התנגדות. גושי סיליקון קרביד מעודן עוברים כתישה, ניקוי חומצי-בסיסי, הפרדה מגנטית, סינון או בחירת מים כדי לייצר מוצרים במגוון גודלי חלקיקים.

מאפייני חומר של סיליקון קרביד מסונטר בלחץ אטמוספרי:

לסיליקון קרביד יציבות כימית טובה, מוליכות תרמית, מקדם התפשטות תרמית ועמידות בפני שחיקה, כך שבנוסף לשימוש בשחיקה, ישנם שימושים רבים: לדוגמה, אבקת סיליקון קרביד מצופה על הדופן הפנימית של אימפלר הטורבינה או בלוק הצילינדר בתהליך מיוחד, שיכול לשפר את עמידות הבלאי ולהאריך את חייו פי 1 עד 2. עשוי מחומרים עקשן באיכות גבוהה עמידים בחום, בגודל קטן, קל משקל, בעל חוזק גבוה, ויעילות אנרגטית טובה מאוד. סיליקון קרביד באיכות נמוכה (הכולל כ-85% SiC) הוא חומר מחמצן מצוין להגברת מהירות ייצור פלדה ולשליטה קלה בהרכב הכימי כדי לשפר את איכות הפלדה. בנוסף, סיליקון קרביד מסונטר בלחץ אטמוספרי נמצא בשימוש נרחב גם בייצור חלקים חשמליים של מוטות סיליקון פחמן.

סיליקון קרביד קשה מאוד. קשיות מורס היא 9.5, שנייה רק ​​ליהלום הקשה בעולם (10), הוא מוליך למחצה בעל מוליכות תרמית מצוינת, יכול לעמוד בפני חמצון בטמפרטורות גבוהות. לסיליקון קרביד יש לפחות 70 סוגים גבישיים. פלוטוניום-סיליקון קרביד הוא איזומר נפוץ שנוצר בטמפרטורות מעל 2000 ובעל מבנה גבישי משושה (בדומה לוורציט). סיליקון קרביד מסונטר תחת לחץ אטמוספרי

יישום סיליקון קרביד בתעשיית המוליכים למחצה

שרשרת תעשיית המוליכים למחצה מסיליקון קרביד כוללת בעיקר אבקת סיליקון קרביד בעלת טוהר גבוה, מצע גביש יחיד, יריעות אפיטקסיאליות, רכיבי הספק, אריזות מודולים ויישומי טרמינלים.

1. מצע גביש יחיד מצע גביש יחיד הוא חומר תומך מוליך למחצה, חומר מוליך ומצע גידול אפיטקסיאלי. כיום, שיטות הגידול של גביש יחיד SiC כוללות שיטת העברת אדים פיזיקלית (שיטת PVT), שיטת פאזה נוזלית (שיטת LPE) ושיטת שקיעת אדים כימית בטמפרטורה גבוהה (שיטת HTCVD). סיליקון קרביד מסונטר בלחץ אטמוספרי

2. יריעות אפיטקסיאליות יריעות אפיטקסיאליות של סיליקון קרביד, יריעות סיליקון קרביד, סרט גביש יחיד (שכבה אפיטקסיאלית) בעלות דרישות מסוימות לגביש הסיליקון קרביד. ביישומים מעשיים, כמעט כל התקני מוליכים למחצה בעלי פער פס רחב מיוצרים בשכבה אפיטקסיאלית, ושבב הסיליקון עצמו משמש רק כמצע, כולל שכבת האפיטקסיאלית של GaN כמצע.

3. אבקת סיליקון קרביד טהורה במיוחד אבקת סיליקון קרביד טהורה במיוחד היא חומר הגלם לגידול גביש בודד מסיליקון קרביד בשיטת PVT, וטוהר המוצר משפיע ישירות על איכות הגידול והמאפיינים החשמליים של גביש בודד מסיליקון קרביד.

4. התקן החשמל הוא ספק כוח רחב-פס העשוי מחומר סיליקון קרביד, בעל מאפיינים של טמפרטורה גבוהה, תדר גבוה ויעילות גבוהה. בהתאם לצורת הפעולה של ההתקן, התקן ספק הכוח SiC כולל בעיקר דיודת חשמל וצינור מתג חשמל.

5. טרמינל ביישומי מוליכים למחצה מדור שלישי, מוליכים למחצה מסיליקון קרביד נהנים מהיתרון של היותם משלימים למוליכים למחצה מסיליקון ניטריד. בשל יעילות ההמרה הגבוהה, מאפייני החימום הנמוכים, משקל הקל ויתרונות אחרים של התקני SiC, הביקוש של התעשייה במורד הזרם ממשיך לעלות, ויש מגמה להחליף התקני SiO2.