Қазіргі заманғы C, N, B және басқа да оксидсіз жоғары технологиялық отқа төзімді шикізат, атмосфералық қысыммен күйдірілген кремний карбиді кең ауқымды, экономикалық, зығыр немесе отқа төзімді құм деп айтуға болады. Таза кремний карбиді түссіз мөлдір кристалл болып табылады. Сонымен, кремний карбидінің материалдық құрылымы мен сипаттамалары қандай?
Атмосфералық қысым астында күйдірілген кремний карбиді
Атмосфералық қысыммен күйдірілген кремний карбидінің материалдық құрылымы:
Өнеркәсіпте қолданылатын атмосфералық қысыммен күйдірілген кремний карбиді қоспалардың түрі мен құрамына байланысты ашық сары, жасыл, көк және қара түсті болады, ал тазалығы мен мөлдірлігі әртүрлі. Кремний карбидінің кристалдық құрылымы алты сөзден тұратын немесе ромб тәрізді плутоний және кубтық плутоний-сигма болып бөлінеді. Плутоний-сигма кристалдық құрылымдағы көміртек пен кремний атомдарының әртүрлі қабаттасу ретіне байланысты әртүрлі деформацияларды тудырады және 70-тен астам деформация түрлері анықталды. Бета-SIC 2100-ден жоғары альфа-SIC-ке айналады. Кремний карбидінің өнеркәсіптік процесі жоғары сапалы кварц құмымен және мұнай коксымен кедергі пешінде тазартылады. Тазартылған кремний карбидінің блоктары ұсақталады, қышқыл-негіздік тазалау, магниттік бөлу, скрининг немесе суды іріктеу арқылы әртүрлі бөлшектердің өлшемді өнімдерін алады.
Атмосфералық қысыммен күйдірілген кремний карбидінің материалдық сипаттамалары:
Кремний карбиді жақсы химиялық тұрақтылыққа, жылу өткізгіштікке, жылу кеңею коэффициентіне, тозуға төзімділікке ие, сондықтан абразивті қолданудан басқа, көптеген қолданыстар бар: Мысалы, кремний карбиді ұнтағы турбина дөңгелекшесінің немесе цилиндр блогының ішкі қабырғасына арнайы процесс арқылы жағылады, бұл тозуға төзімділікті жақсартады және қызмет ету мерзімін 1-2 есеге ұзартады. Ыстыққа төзімді, шағын өлшемді, жеңіл салмақты, жоғары беріктігі бар жоғары сапалы отқа төзімді материалдардан жасалғандықтан, энергия тиімділігі өте жақсы. Төмен сапалы кремний карбиді (шамамен 85% SiC қоса алғанда) болат балқыту жылдамдығын арттыру және болат сапасын жақсарту үшін химиялық құрамды оңай басқару үшін тамаша тотықсыздандырғыш болып табылады. Сонымен қатар, атмосфералық қысыммен күйдірілген кремний карбиді кремний көміртекті шыбықтардың электр бөлшектерін өндіруде де кеңінен қолданылады.
Кремний карбиді өте қатты. Морзе қаттылығы 9,5, әлемдегі қатты алмастан (10) кейінгі екінші орында, жылу өткізгіштігі өте жақсы жартылай өткізгіш, жоғары температурада тотығуға төтеп бере алады. Кремний карбидінің кем дегенде 70 кристалдық түрі бар. Плутоний-кремний карбиді - 2000-нан жоғары температурада пайда болатын және алтыбұрышты кристалдық құрылымға ие (вуртцитке ұқсас) кең таралған изомер. Атмосфералық қысым астында күйдірілген кремний карбиді
Жартылай өткізгіштер өнеркәсібінде кремний карбидін қолдану
Кремний карбидінің жартылай өткізгіш салалық тізбегіне негізінен кремний карбидінің жоғары тазалықтағы ұнтағы, монокристалды субстрат, эпитаксиалды парақ, қуат компоненттері, модульдік қаптама және терминалдық қолданбалар кіреді.
1. Монокристалды субстрат Монокристалды субстрат - жартылай өткізгіш тірек материалы, өткізгіш материал және эпитаксиалды өсу субстраты. Қазіргі уақытта SiC монокристалын өсіру әдістеріне физикалық бу беру әдісі (PVT әдісі), сұйық фазалық әдіс (LPE әдісі) және жоғары температуралы химиялық бу тұндыру әдісі (HTCVD әдісі) жатады. Атмосфералық қысым астында күйдірілген кремний карбиді
2. Эпитаксиалды парақ Кремний карбиді эпитаксиалды парақ, кремний карбиді парақ, кремний карбиді негізіне белгілі бір талаптар қойылатын субстрат кристалымен бірдей бағытты монокристалды пленка (эпитаксиалды қабат). Практикалық қолдануда кең жолақты жартылай өткізгіш құрылғылардың барлығы дерлік эпитаксиалды қабатта жасалады, ал кремний чипінің өзі тек субстрат ретінде қолданылады, оның ішінде GaN эпитаксиалды қабатының субстраты да бар.
3. Жоғары тазалықтағы кремний карбиді ұнтағы Жоғары тазалықтағы кремний карбиді ұнтағы PVT әдісімен кремний карбиді монокристаллын өсіруге арналған шикізат болып табылады, ал өнімнің тазалығы кремний карбиді монокристалының өсу сапасы мен электрлік сипаттамаларына тікелей әсер етеді.
4. Қуат құрылғысы - жоғары температура, жоғары жиілік және жоғары тиімділік сипаттамаларына ие кремний карбидті материалдан жасалған кең диапазонды қуат құрылғысы. Құрылғының жұмыс түріне сәйкес, SiC қуат көзінің құрылғысы негізінен қуат диодын және қуат қосқыш түтігін қамтиды.
5. Терминал Үшінші буын жартылай өткізгіштерін қолдануда кремний карбидті жартылай өткізгіштер галлий нитридті жартылай өткізгіштерді толықтыратын артықшылыққа ие. SiC құрылғыларының жоғары түрлендіру тиімділігіне, төмен қыздыру сипаттамаларына, жеңіл салмағына және басқа да артықшылықтарына байланысты төменгі ағынды өнеркәсіптің сұранысы артып келеді және SiO2 құрылғыларын ауыстыру үрдісі байқалады.
Жарияланған уақыты: 2023 жылғы 16 маусым