Fordeler med silisiumkarbidskiver

Silisiumkarbidskiver er et innovativt halvledersubstrat med mange fordeler sammenlignet med tradisjonelt silisium. Fra å revolusjonere kraftelektronikk til å levere ultrahøyhastighets kommunikasjonssystemer - silisiumkarbid lover å skape revolusjonerende endringer på tvers av en rekke teknologier og bransjer.

SiC tåler høye temperaturer og spenninger, noe som gjør det til et viktig materiale for krafthalvledere, solceller og ladeinfrastruktur for elektriske biler. Dessverre krever hardheten spesialverktøy for å skjære i materialet.

Høy varmeledningsevne

Silisiumkarbidskiver er viktige komponenter i kraftelektronikk på grunn av deres eksepsjonelle varmeledningsevne og evne til å spre varme effektivt under drift, noe som gjør at enhetene kan fungere selv under tøffe forhold uten at ytelsen forringes.

Silisiumkarbid har et bredt båndgap som gjør det vanskelig for elektroner å passere fra valensbåndene til ledningsbåndene, noe som bidrar til å forhindre lekkasje i høyspenningsapplikasjoner og forhindrer termisk lekkasje. I tillegg er det oksidasjonsbestandig og kjemisk inert, noe som gjør det til et utmerket materialvalg for mange høytemperaturhalvlederapplikasjoner.

Silisiumkarbid har en lav termisk ekspansjonskoeffisient, noe som betyr at ekspansjonen eller sammentrekningen under varme- eller kuldeendringer ikke endres vesentlig, noe som bidrar til å redusere stress forårsaket av temperaturgradienter som kan føre til sprekkdannelser eller brudd på enheter, samtidig som det gjør det mulig å få plass til flere transistorer på én wafer - begge deler er viktig for å forbedre påliteligheten i chip-produksjonen.

Lav varmeutvidelseskoeffisient

Silisiumkarbid har en lav termisk ekspansjonskoeffisient, noe som betyr at det ikke utvider seg eller trekker seg sammen i like stor grad når temperaturen endres, noe som gjør det til et ideelt materiale for bruksområder som krever høy grad av stabilitet, for eksempel mobiltelefoner og andre elektroniske enheter. I tillegg tåler silisiumkarbid ekstreme temperaturer samtidig som det motstår kjemiske angrep.

Silikongummi av næringsmiddelkvalitet er ikke bare giftfri, men kan også brukes i næringsmiddelproduksjon. I tillegg spenner bruksområdene fra ildfaste foringer og isolasjonskomponenter til industriovner til friksjonslagre og mekaniske tetninger i rørsystemer.

Produsentene fremstiller kubiske silisiumkarbidskiver ved å varme opp silikasand med petroleumskoks eller en annen karbonkilde til høye temperaturer i en åpen "Acheson"-ovn, slik at det kommer ut grønn eller svart krystallinsk silisiumkarbid av høy renhet. Noen produsenter benytter også kjemisk dampavsetning for å produsere kubisk silisiumkarbid. Begge metodene krever store mengder energi og utstyr.

Høy hardhet

Silisiumkarbid er kjent for å være ekstremt elastisk og motstandsdyktig mot termisk sjokk, noe som betyr at plutselige temperaturendringer ikke fører til brudd eller sprekker. Dette gjør silisiumkarbid til et utmerket materialvalg for enheter som krever høy motstandskraft mot skader, for eksempel krafthalvledere. I tillegg har det lavere på-motstand og total gate-ladning, noe som gir raskere koblingshastigheter med større effektivitet.

Silisiumkarbid fremstilles ved å kombinere silisium og karbon, og kan anta ulike krystallstrukturer. Alfa-silisiumkarbid er mest utbredt, ettersom den heksagonale krystallstrukturen etterligner Wurtzite. Betamodifiseringen med sin sinkblende-krystallstruktur er kanskje mindre utbredt, men har likevel flere bruksområder.

Silisiumkarbidsubstrater er nødvendige for produksjon av mange sofistikerte halvlederkomponenter, og må prepareres på riktig måte for å muliggjøre epitaksial vekst med høy grad av presisjon og konsistens. For å utføre denne oppgaven brukes en diamantbasert poleringsslurry og en poleringspute som passer til det spesifikke verktøyet som er installert på kundens anlegg, til epitaksial vekst.

Høy motstandskraft mot termisk sjokk

Silisiumkarbidskiver har eksepsjonell motstand mot termisk sjokk med sin overlegne varmeledningsevne og lave ekspansjon, noe som gjør dem egnet til å motstå ekstremt høye temperaturer uten å miste styrke. Egenskapene gjør dem egnet til bruk som skivebrettstøtter eller padler i elektriske ovner, og de er til og med motstandsdyktige mot syrer eller smeltede salter.

Silisiumkarbid er et stadig mer populært materialvalg for slipende verktøy, som kappeskiver og slipeskiver, på grunn av dets holdbarhet mot korrosjon, slitasje og erosjon. Støperier bruker digler av silisiumkarbid til å smelte metaller i støperier, og materialets fysiske egenskaper samt eksepsjonelle elektroniske egenskaper gjør det til en egnet kandidat for kraftapparater.

Når man kjøper inn silisiumkarbidskiver, er det viktig å vurdere krystallmorfologien og defekttettheten, ettersom dette vil påvirke enhetens ytelse. I tillegg bør man ikke glemme å velge en effektiv dopingprosess for å oppnå de ønskede elektriske egenskapene.