Modern C, N, B ve diğer oksit olmayan yüksek teknoloji ürünü refrakter hammaddeler arasında, atmosferik basınç altında sinterlenmiş silisyum karbür yaygın, ekonomik ve zımpara veya refrakter kum olarak adlandırılabilir. Saf silisyum karbür renksiz, şeffaf bir kristaldir. Peki silisyum karbürün malzeme yapısı ve özellikleri nelerdir?
Atmosfer basıncı altında sinterlenmiş silisyum karbür
Atmosferik basınç altında sinterlenmiş silisyum karbürün malzeme yapısı:
Endüstride kullanılan atmosferik basınçta sinterlenmiş silisyum karbür, safsızlık türüne ve içeriğine göre açık sarı, yeşil, mavi ve siyah renktedir; saflığı ve şeffaflığı da farklıdır. Silisyum karbür kristal yapısı, altıgen veya elmas şekilli plütonyum ve kübik plütonyum-SiC olarak ikiye ayrılır. Plütonyum-SiC, kristal yapısındaki karbon ve silisyum atomlarının farklı istiflenme düzeni nedeniyle çeşitli deformasyonlar oluşturur ve 70'ten fazla deformasyon türü bulunmuştur. Beta-SiC, 2100'ün üzerinde alfa-SiC'ye dönüşür. Silisyum karbürün endüstriyel işleme süreci, yüksek kaliteli kuvars kumu ve petrol koku ile dirençli bir fırında rafine edilmesidir. Rafine edilmiş silisyum karbür blokları ezilir, asit-baz temizliği, manyetik ayırma, eleme veya su seçimi ile çeşitli partikül boyutlu ürünler elde edilir.
Atmosferik basınç altında sinterlenmiş silisyum karbürün malzeme özellikleri:
Silisyum karbür, iyi kimyasal kararlılığa, ısı iletkenliğine, termal genleşme katsayısına ve aşınma direncine sahip olduğundan, aşındırıcı kullanımının yanı sıra birçok kullanım alanı vardır: Örneğin, silisyum karbür tozu, özel bir işlemle türbin çarkının veya silindir bloğunun iç duvarına kaplanarak aşınma direncini artırabilir ve ömrünü 1 ila 2 kat uzatabilir. Isıya dayanıklı, küçük boyutlu, hafif, yüksek mukavemetli yüksek kaliteli refrakter malzemelerden üretilir ve enerji verimliliği çok iyidir. Düşük kaliteli silisyum karbür (yaklaşık %85 SiC içerir), çelik üretim hızını artırmak ve kimyasal bileşimi kolayca kontrol ederek çelik kalitesini iyileştirmek için mükemmel bir oksit gidericidir. Ayrıca, atmosferik basınçta sinterlenmiş silisyum karbür, elektrikli parçaların üretiminde de yaygın olarak kullanılır.
Silisyum karbür çok serttir. Morse sertliği 9,5'tur ve dünyanın en sert ikinci elementi olan elmastan (10) sonra gelir; mükemmel ısı iletkenliğine sahip bir yarı iletkendir ve yüksek sıcaklıklarda oksidasyona karşı dirençlidir. Silisyum karbürün en az 70 kristal tipi vardır. Plütonyum-silisyum karbür, 2000°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda oluşan ve altıgen kristal yapısına (vurtzite benzeri) sahip yaygın bir izomerdir. Atmosfer basıncı altında sinterlenmiş silisyum karbür.
Silisyum karbürün yarı iletken endüstrisindeki uygulamaları
Silisyum karbür yarı iletken endüstri zinciri esas olarak yüksek saflıkta silisyum karbür tozu, tek kristal alt tabaka, epitaksiyel levha, güç bileşenleri, modül paketleme ve terminal uygulamalarını içerir.
1. Tek kristal alt tabaka Tek kristal alt tabaka, yarı iletken destekleyici malzeme, iletken malzeme ve epitaksiyel büyüme alt tabakasıdır. Şu anda, SiC tek kristalinin büyüme yöntemleri arasında fiziksel buhar transfer yöntemi (PVT yöntemi), sıvı faz yöntemi (LPE yöntemi) ve yüksek sıcaklıkta kimyasal buhar biriktirme yöntemi (HTCVD yöntemi) bulunmaktadır. Atmosfer basıncı altında sinterlenmiş silisyum karbür
2. Epitaksiyel tabaka Silisyum karbür epitaksiyel tabaka, silisyum karbür tabaka, silisyum karbür alt tabaka için belirli gereksinimleri olan, alt tabaka kristaliyle aynı yönde olan tek kristal film (epitaksiyel tabaka). Pratik uygulamalarda, geniş bant aralıklı yarı iletken cihazların neredeyse tamamı epitaksiyel tabakada üretilir ve GaN epitaksiyel tabakasının alt tabakası da dahil olmak üzere silisyum çipin kendisi yalnızca alt tabaka olarak kullanılır.
3. Yüksek saflıkta silisyum karbür tozu: Yüksek saflıkta silisyum karbür tozu, PVT yöntemiyle silisyum karbür tek kristalinin büyütülmesi için kullanılan hammaddedir ve ürünün saflığı, silisyum karbür tek kristalinin büyüme kalitesini ve elektriksel özelliklerini doğrudan etkiler.
4. Güç kaynağı cihazı, yüksek sıcaklık, yüksek frekans ve yüksek verimlilik özelliklerine sahip silisyum karbür malzemeden yapılmış geniş bantlı bir güç kaynağıdır. Cihazın çalışma şekline göre, SiC güç kaynağı cihazı esas olarak bir güç diyotu ve bir güç anahtarlama transistörü içerir.
5. Terminal Üçüncü nesil yarı iletken uygulamalarında, silisyum karbür yarı iletkenler, galyum nitrür yarı iletkenlere tamamlayıcı olma avantajına sahiptir. SiC cihazlarının yüksek dönüşüm verimliliği, düşük ısınma özellikleri, hafifliği ve diğer avantajları nedeniyle, alt sektördeki talep sürekli artmakta ve SiO2 cihazlarının yerini alma eğilimi görülmektedir.
Yayın tarihi: 16 Haz-2023