Silisyum karbür malzeme ve özellikleri

Yarı iletken cihazlar, modern endüstriyel makine ekipmanlarının çekirdeğini oluşturur ve bilgisayarlar, tüketici elektroniği, ağ iletişimi, otomotiv elektroniği ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılır. Yarı iletken endüstrisi esas olarak dört temel bileşenden oluşur: entegre devreler, optoelektronik cihazlar, ayrık cihazlar ve sensörler. Entegre devreler %80'den fazlasını oluşturduğundan, yarı iletken ve entegre devre sıklıkla eşdeğer olarak kullanılır.

Ürün kategorisine göre entegre devreler esas olarak dört kategoriye ayrılır: mikroişlemci, bellek, mantık devreleri ve simülatör parçaları. Bununla birlikte, yarı iletken cihazların uygulama alanının sürekli genişlemesiyle birlikte, birçok özel durum, yarı iletkenlerin yüksek sıcaklık, güçlü radyasyon, yüksek güç ve diğer ortamlarda hasar görmeden kullanılabilmesini gerektirmektedir. Birinci ve ikinci nesil yarı iletken malzemeler bu konuda yetersiz kaldığı için, üçüncü nesil yarı iletken malzemeler ortaya çıkmıştır.

fotoğraf1

Şu anda, geniş bant aralıklı yarı iletken malzemeler şunlarla temsil edilmektedir:silisyum karbürSilisyum karbür (SiC), galyum nitrür (GaN), çinko oksit (ZnO), elmas ve alüminyum nitrür (AlN), daha büyük avantajlarıyla pazarda baskın konumdadır ve topluca üçüncü nesil yarı iletken malzemeler olarak adlandırılır. Daha geniş bant aralığına, daha yüksek kırılma elektrik alanına, termal iletkenliğe, elektronik doyma oranına ve radyasyona karşı daha yüksek dirence sahip üçüncü nesil yarı iletken malzemeler, yüksek sıcaklık, yüksek frekans, radyasyona dayanıklı ve yüksek güçlü cihazlar yapmak için daha uygundur ve genellikle geniş bant aralıklı yarı iletken malzemeler (yasak bant genişliği 2,2 eV'den büyük) veya yüksek sıcaklık yarı iletken malzemeleri olarak bilinir. Üçüncü nesil yarı iletken malzemeler ve cihazlar üzerine yapılan güncel araştırmalara göre, silisyum karbür ve galyum nitrür yarı iletken malzemeler daha olgunlaşmıştır vesilisyum karbür teknolojisiEn olgun olanı ise çinko oksit, elmas, alüminyum nitrür ve diğer malzemeler üzerindeki araştırmalar henüz başlangıç ​​aşamasındadır.

Malzemeler ve Özellikleri:

Silisyum karbürBu malzeme seramik bilyalı rulmanlarda, vanalarda, yarı iletken malzemelerde, jiroskoplarda, ölçüm cihazlarında, havacılık ve uzay sanayinde ve diğer alanlarda yaygın olarak kullanılmakta olup, birçok endüstriyel alanda yeri doldurulamaz bir malzeme haline gelmiştir.

fotoğraf2

SiC, doğal bir süper kafes türü ve tipik bir homojen polimorfik malzemedir. Si ve C diatomik katmanları arasındaki paketleme dizilimindeki farklılık nedeniyle 200'den fazla (şu anda bilinen) homotipik polimorfik aile bulunmaktadır ve bu da farklı kristal yapılarına yol açmaktadır. Bu nedenle, SiC yeni nesil ışık yayan diyot (LED) altlık malzemesi ve yüksek güçlü elektronik malzemeler için çok uygundur.

karakteristik

fiziksel mülk

Yüksek sertlik (3000 kg/mm), yakut kesebilir.
Elmastan sonra ikinci sırada yer alan yüksek aşınma direnci.
Isı iletkenliği, Si'ninkinden 3 kat, GaAs'ınkinden ise 8-10 kat daha yüksektir.
SiC'nin termal kararlılığı yüksektir ve atmosfer basıncında erimesi imkansızdır.
Yüksek güç tüketen cihazlar için iyi ısı dağıtım performansı çok önemlidir.
 

 

kimyasal özellik

Çok yüksek korozyon direnci, oda sıcaklığında bilinen hemen hemen tüm aşındırıcı maddelere karşı dayanıklıdır.
SiC yüzeyi kolayca oksitlenerek SiO oluşturur; ince bir tabaka, daha fazla oksitlenmesini önleyebilir. 1700℃'nin üzerinde oksit film erir ve hızla oksitlenir.
4H-SIC ve 6H-SIC'nin bant aralığı, Si'nin bant aralığının yaklaşık 3 katı ve GaAs'ın bant aralığının yaklaşık 2 katıdır: Elektrik alan şiddeti, silisyumdan bir mertebe daha yüksektir ve elektron sürüklenme hızı doygunluğa ulaşmıştır. Si'nin iki buçuk katı. 4H-SIC'nin bant aralığı, 6H-SIC'ninkinden daha geniştir.

Yayın tarihi: 01 Ağustos 2022
WhatsApp Çevrimiçi Sohbet!