Seramiki Silikọn Carbide vs. Semiconductor Silicon Carbide: Otu ihe ahụ nwere akara abụọ dị iche iche

1. Ihe Dị Iche Iche Dị Ọcha Maka Ihe Ndị Dị Mkpa

 

SiC nke dị na seramiiki nwere ihe achọrọ dị mfe maka ịdị ọcha ya maka ntụ ntụ ya. Dịka ọ na-adịkarị, ngwaahịa ndị a na-ere ahịa nwere ịdị ọcha 90%-98% nwere ike imezu ọtụtụ mkpa ngwa, mana seramiiki ndị a na-arụ ọrụ nke ọma nwere ike ịchọ ịdị ọcha 98%-99.5% (dịka ọmụmaatụ, SiC nke nwere njikọ mmeghachi omume chọrọ ọdịnaya silicon na-enweghị njikwa). Ọ na-anabata ụfọdụ ihe ndị na-adịghị mma ma mgbe ụfọdụ ọ na-etinye ihe enyemaka sintering dị ka aluminum oxide (Al₂O₃) ma ọ bụ yttrium oxide (Y₂O₃) iji melite arụmọrụ sintering, belata okpomọkụ sintering, ma melite njupụta ngwaahịa ikpeazụ.

 

SiC nke ọkwa semiconductor chọrọ ọkwa ịdị ọcha zuru oke. SiC nke otu kristal dị larịị chọrọ ịdị ọcha ≥99.9999% (6N), yana ụfọdụ ngwa dị elu chọrọ ịdị ọcha 7N (99.99999%). Akwa epitaxial ga-anọgide na-enwe oke adịghị ọcha n'okpuru atọm 10¹⁶/cm³ (karịsịa izere ihe ndị dị ọcha dị ka B, Al, na V). Ọbụna ihe ndị na-adịghị ọcha dị ka ígwè (Fe), aluminom (Al), ma ọ bụ boron (B) nwere ike imetụta ihe onwunwe eletriki nke ukwuu site na ime ka ihe na-ebu ibu gbasaa, belata ike ubi mmebi, ma mechaa mebie arụmọrụ na ntụkwasị obi nke ngwaọrụ, na-achọ njikwa adịghị ọcha siri ike.

 

Ihe e ji emepụta semiconductor silicon carbide

 

2. Ọdịdị na Ogo Dị Iche Iche nke Crystal

 

SiC nke ọkwa seramiiki dị ka ntụ polycrystalline ma ọ bụ ahụ sintered nke mejupụtara ọtụtụ microcrystals SiC nke na-enweghị usoro. Ihe a nwere ike ịnwe ọtụtụ polytypes (dịka ọmụmaatụ, α-SiC, β-SiC) na-enweghị njikwa siri ike na polytypes ụfọdụ, kama na-elekwasị anya na njupụta ihe na otu nha. Nhazi ime ya nwere oke ọka na oghere dị obere, ọ nwekwara ike ịnwe ihe enyemaka sintering (dịka ọmụmaatụ, Al₂O₃, Y₂O₃).

 

SiC nke ọkwa semiconductor ga-abụrịrị otu kristal ma ọ bụ oyi akwa epitaxial nwere usoro kristal dị oke mma. Ọ chọrọ ụdị polytypes a kapịrị ọnụ nke enwetara site na usoro uto kristal ziri ezi (dịka ọmụmaatụ, 4H-SiC, 6H-SiC). Njirimara eletriki dị ka ngagharị eletrọn na bandgap na-enwe mmetụta dị ukwuu na nhọrọ ụdị polytype, nke na-achọ njikwa siri ike. Ugbu a, 4H-SiC na-achịkwa ahịa n'ihi ihe onwunwe eletriki ya dị elu gụnyere ngagharị dị elu na ike ubi mgbawa, na-eme ka ọ dị mma maka ngwaọrụ ike.

 

3. Ntụnyere Mgbagwojuanya Usoro

 

SiC nke ọkwa seramiiki na-eji usoro nrụpụta dị mfe (nkwadebe ntụ ntụ → ịkpụzi → ịkụcha ihe), dịka "ịme brik." Usoro a gụnyere:

 

• Ịgwakọta ntụ ntụ SiC nke a na-ere ahịa (nke a na-ahụkarị nha micron) na ihe ndị na-ejikọ ya
• Ịkpụ site na ịpị
• Ịsachapụ ihe na-ekpo ọkụ nke ọma (1600-2200°C) iji nweta njupụta site na mgbasa nke ihe ndị dị ndụ
  Ọtụtụ ngwa nwere ike inweta oke njupụta karịa 90%. Usoro a dum anaghị achọ njikwa uto kristal kpọmkwem, kama ọ na-elekwasị anya n'ịkpụ na nhazi nke sintepon. Uru ya gụnyere mgbanwe usoro maka ọdịdị dị mgbagwoju anya, mana ọ dị obere mkpa maka ịdị ọcha.

 

SiC nke ọkwa semiconductor gụnyere usoro ndị ka mgbagwoju anya (nkwadebe ntụ ntụ dị ọcha → uto otu kristal → ntinye akwụkwọ epitaxial wafer → imepụta ngwaọrụ). Nzọụkwụ ndị dị mkpa gụnyere:

 

• Nkwadebe ihe ndị dị n'ime ala na-abụkarị site na usoro mbufe anwụrụ ọkụ anụ ahụ (PVT)
• Ntinye ntụ ntụ SiC n'okpuru n'ọnọdụ dị oke njọ (2200-2400°C, oghere dị elu)
• Njikwa ziri ezi nke mgbanwe okpomọkụ (±1°C) na paramita nrụgide
• Mmụba nke oyi akwa epitaxial site na itinye anwụrụ kemịkalụ (CVD) iji mepụta oyi akwa dị oke arọ, nke a na-etinye n'ime mmiri (nke na-abụkarị ọtụtụ ruo iri microns)
  Usoro a dum chọrọ gburugburu ebe dị ọcha nke ukwuu (dịka ọmụmaatụ, ụlọ nhicha klas nke iri) iji gbochie mmetọ. Ihe ndị e ji mara ya gụnyere oke nhazi usoro, nke chọrọ njikwa na mpaghara okpomọkụ na ọnụego mmiri gas, yana ihe siri ike achọrọ maka ịdị ọcha nke ihe ndị e ji arụ ọrụ (>99.9999%) na nkà na ụzụ nke akụrụngwa.

 

4. Ọdịiche Dị Mkpa n'Ọnụego na Atụmatụ Ahịa

 

Atụmatụ SiC nke seramiiki:

• Akụrụngwa: Ntụ ntụ ahịa
• Usoro dị mfe
• Ọnụ ego dị ala: Puku kwuru puku ruo iri puku RMB kwa tọn
• Ngwa sara mbara: Abrasives, refractories, na ụlọ ọrụ ndị ọzọ na-emetụta ọnụ ahịa

 

Atụmatụ SiC nke ọkwa semiconductor:

• Ogologo usoro uto nke substrate
• Njikwa ntụpọ siri ike
• Ọnụego mkpụrụ dị ala
• Ọnụ ego dị elu: Puku kwuru puku USD kwa ihe dị ka sentimita isii
• Ahịa lekwasịrị anya: Ngwaọrụ eletrọniki dị elu dịka ngwaọrụ ike na ihe RF
  Site na mmepe ngwa ngwa nke ụgbọ ala ike ọhụrụ na nkwukọrịta 5G, ọchịchọ ahịa na-eto nke ukwuu.

 

5. Usoro Ngwa Dị Iche Iche

 

SiC nke ọkwa seramiiki na-arụ ọrụ dị ka "nnukwu ọrụ ụlọ ọrụ mmepụta ihe" maka ojiji nhazi. Site na iji ihe ndị dị mma dị na igwe ya (ike siri ike, ike iyi) na ihe ndị dị na okpomọkụ (ike okpomọkụ dị elu, ike oxidation), ọ na-eme nke ọma na:

 

• Ihe ndị na-eme ka ihe ghara ịdị ọcha (wheel ndị na-egweri ihe, akwụkwọ ájá)
• Ihe mkpuchi ọkụ (ihe mkpuchi ọkụ dị elu)
• Ihe ndị na-eguzogide iyi/nje (ahụ ọkpọkọ, ihe mkpuchi paịpụ)

 

Ihe owuwu seramiiki silicon carbide

 

SiC nke Semiconductor na-arụ ọrụ dị ka "electronic elite," na-eji njirimara bandgap semiconductor sara mbara ya iji gosipụta uru pụrụ iche na ngwaọrụ eletrọniki:

 

• Ngwaọrụ ike: EV inverters, grid converters (na-eme ka arụmọrụ mgbanwe ike ka mma)
• Ngwaọrụ RF: ọdụ ntọala 5G, sistemụ radar (na-eme ka ugboro ọrụ dị elu)
• Optoelectronics: Ihe e ji eme ihe maka LEDs na-acha anụnụ anụnụ

 

Wafer epitaxial SiC 200-millimita

 

Akụkụ	SiC nke ọkwa seramiiki	SiC nke ọkwa semiconductor
Ọdịdị kristal	Polycrystalline, ọtụtụ ụdị	Otu kristal, ụdị polytypes ahọpụtara nke ọma
Nlekọta Usoro	Njikwa njupụta na ọdịdị	Njikwa ịdị mma kristal na njikwa ihe onwunwe eletriki
Ọrụ Kachasị Mkpa	Ike igwe, iguzogide nchara, nkwụsi ike okpomọkụ	Njirimara eletriki (bandgap, ubi mgbawa, wdg)
Ihe Ndị Dị Mkpa n'Ime Ngwa	Akụkụ ihe owuwu, akụkụ ndị na-eguzogide iyi, akụkụ okpomọkụ dị elu	Ngwaọrụ dị ike, ngwaọrụ dị elu, ngwaọrụ optoelectronic
Ndị ọkwọ ụgbọala na-eri ego	Mgbanwe usoro, ọnụ ahịa ihe eji arụ ọrụ	Ọnụego uto kristal, nkenke akụrụngwa, ịdị ọcha nke ihe onwunwe

 

Na nchịkọta, ọdịiche dị mkpa sitere na ebumnuche ọrụ ha dị iche iche: SiC nke seramiiki na-eji "ụdị (nhazi)" ebe SiC nke semiconductor na-eji "njirimara (ọkụ eletrik)." Nke mbụ na-achụso arụmọrụ mekaniki/ọkụ dị ọnụ ala, ebe nke ikpeazụ na-anọchite anya elu teknụzụ nkwadebe ihe dị ka ihe dị ọcha, otu kristal ọrụ. Ọ bụ ezie na ha na-ekerịta otu ihe sitere na kemịkalụ, SiC nke seramiiki na nke semiconductor na-egosipụta ọdịiche doro anya na ịdị ọcha, nhazi kristal, na usoro mmepụta - mana ha abụọ na-enye aka dị ukwuu na mmepụta ụlọ ọrụ na ọganihu teknụzụ na ngalaba ha.