Šiuolaikinės C, N, B ir kitos neoksido aukštųjų technologijų ugniai atsparios žaliavos, atmosferos slėgyje sukepintas silicio karbidas yra platus, ekonomiškas, gali būti vadinamas švitriniu arba ugniai atspariu smėliu. Grynas silicio karbidas yra bespalvis skaidrus kristalas. Taigi, kokia yra silicio karbido medžiagos struktūra ir savybės?
Sukepintas silicio karbidas atmosferos slėgyje
Atmosferos slėgyje sukepinto silicio karbido medžiagos struktūra:
Pramonėje naudojamas atmosferos slėgyje sukepintas silicio karbidas, priklausomai nuo priemaišų tipo ir kiekio, yra šviesiai geltonos, žalios, mėlynos ir juodos spalvos, o grynumas ir skaidrumas skiriasi. Silicio karbido kristalinė struktūra skirstoma į šešiakampį arba rombo formos plutonį ir kubinį plutonį-sic. Plutonis-sic deformuojasi įvairiai dėl skirtingos anglies ir silicio atomų išsidėstymo kristalinėje struktūroje, ir nustatyta daugiau nei 70 deformacijų rūšių. Beta-SIC virsta alfa-SIC, kai temperatūra viršija 2100. Pramoniniame procese silicio karbidas rafinuojamas varžinėje krosnyje su aukštos kokybės kvarciniu smėliu ir naftos koksu. Rafinuoti silicio karbido blokai susmulkinami, valomi rūgštimis-šarmais, atskiriami magnetu, sijojami arba atrenkami vandeniu, kad būtų gauti įvairaus dydžio dalelių produktai.
Atmosferos slėgyje sukepinto silicio karbido medžiagų charakteristikos:
Silicio karbidas pasižymi geru cheminiu stabilumu, šilumos laidumu, šiluminio plėtimosi koeficientu, atsparumu dilimui, todėl, be abrazyvinio panaudojimo, jis turi daug panaudojimo būdų: pavyzdžiui, silicio karbido milteliais specialiu procesu padengiama turbinos sparnuotės arba cilindro bloko vidinė sienelė, kuri gali pagerinti atsparumą dilimui ir 1–2 kartus pailginti tarnavimo laiką. Pagamintas iš karščiui atsparių, mažų matmenų, lengvų, didelio stiprumo, aukštos kokybės ugniai atsparių medžiagų, pasižyminčių labai geru energijos vartojimo efektyvumu. Žemos kokybės silicio karbidas (įskaitant apie 85 % SiC) yra puikus deoksidatorius, padedantis padidinti plieno gamybos greitį ir lengvai kontroliuoti cheminę sudėtį, siekiant pagerinti plieno kokybę. Be to, atmosferos slėgyje sukepintas silicio karbidas taip pat plačiai naudojamas silicio anglies strypų elektrinių dalių gamyboje.
Silicio karbidas yra labai kietas. Morzės kietumas yra 9,5, antras pagal kietumą pasaulyje po kietojo deimanto (10), tai puslaidininkis, pasižymintis puikiu šilumos laidumu, atsparus oksidacijai aukštoje temperatūroje. Silicio karbidas turi mažiausiai 70 kristalinių tipų. Plutonio-silicio karbidas yra įprastas izomeras, susidarantis aukštesnėje nei 2000 temperatūroje ir turintis šešiakampę kristalinę struktūrą (panašią į viurtzitą). Sukepintas silicio karbidas atmosferos slėgyje.
Silicio karbido panaudojimas puslaidininkių pramonėje
Silicio karbido puslaidininkių pramonės grandinė daugiausia apima didelio grynumo silicio karbido miltelius, monokristalinius substratus, epitaksinius lakštus, galios komponentus, modulių pakuotes ir terminalų programas.
1. Monokristalio substratas Monokristalio substratas yra puslaidininkinė atraminė medžiaga, laidži medžiaga ir epitaksinis augimo substratas. Šiuo metu SiC monokristalų augimo metodai apima fizikinio garų perdavimo metodą (PVT metodą), skystosios fazės metodą (LPE metodą) ir aukštos temperatūros cheminio garų nusodinimo metodą (HTCVD metodą). Sukepintas silicio karbidas atmosferos slėgyje.
2. Epitaksinis lakštas Silicio karbido epitaksinis lakštas, silicio karbido lakštas, monokristalinė plėvelė (epitaksinis sluoksnis), kurios kryptis tokia pati kaip ir substrato kristalo, todėl silicio karbido substratui keliami tam tikri reikalavimai. Praktiškai plataus draudžiamojo tarpo puslaidininkiniai įtaisai beveik visi gaminami epitaksiniame sluoksnyje, o pats silicio lustas naudojamas tik kaip substratas, įskaitant GaN epitaksinio sluoksnio substratą.
3. Didelio grynumo silicio karbido milteliai. Didelio grynumo silicio karbido milteliai yra žaliava silicio karbido monokristalų auginimui PVT metodu, o produkto grynumas tiesiogiai veikia silicio karbido monokristalų augimo kokybę ir elektrines charakteristikas.
4. Maitinimo įtaisas yra plačiajuostis maitinimo šaltinis, pagamintas iš silicio karbido medžiagos, pasižymintis aukšta temperatūra, aukštu dažniu ir dideliu efektyvumu. Pagal įtaiso veikimo formą SiC maitinimo įtaisas daugiausia apima maitinimo diodą ir maitinimo jungiklio lempą.
5. Terminalas Trečiosios kartos puslaidininkių taikymuose silicio karbido puslaidininkiai turi pranašumą, nes jie papildo galio nitrido puslaidininkius. Dėl didelio konversijos efektyvumo, mažo kaitinimo charakteristikų, mažo svorio ir kitų SiC įtaisų privalumų, vartotojų pramonės paklausa toliau auga, todėl pastebima tendencija pakeisti SiO2 įtaisus.
Įrašo laikas: 2023 m. birželio 16 d.