Silicon Carbide ceramics vs. Semiconductor Silicon Carbide: Otu ihe ahụ nwere akara aka abụọ pụrụ iche.

1. Ihe chọrọ ịdị ọcha dị iche iche maka ngwa akụrụngwa

 

SiC-ọkwa seramiiki nwere ihe achọrọ ịdị ọcha dị nro maka nri nri ntụ ntụ ya. Dịka, ngwaahịa ọkwa azụmaahịa nwere ịdị ọcha 90%-98% nwere ike gboo ọtụtụ mkpa ngwa, n'agbanyeghị ceramik arụ ọrụ dị elu nwere ike ịchọ ịdị ọcha 98%-99.5% (dịka ọmụmaatụ, SiC na-ejikọ mmeghachi omume chọrọ ọdịnaya silicon efu na-achịkwa). Ọ na-anabata ụfọdụ adịghị ọcha ma mgbe ụfọdụ na-ama ụma na-etinye ihe enyemaka dị ka aluminom oxide (Al₂O₃) ma ọ bụ yttrium oxide (Y₂O₃) iji melite arụmọrụ sntering, obere okpomọkụ sentering, ma welie njupụta ngwaahịa ikpeazụ.

 

Semiconductor-ọkwa SiC chọrọ ọkwa ịdị ọcha zuru oke nso. SiC nke otu kristal substrate chọrọ ịdị ọcha ≥99.9999% (6N), yana ụfọdụ ngwa dị elu chọrọ ịdị ọcha 7N (99.99999%). N'ígwé nke epitaxial ga-edobe ọkwa adịghị ọcha n'okpuru 10¹⁶ atọm/cm³ (karịsịa na-ezere adịghị ọcha dị omimi dị ka B, Al, na V). Ọbụna Chọpụta adịghị ọcha dị ka ígwè (Fe), aluminom (Al), ma ọ bụ boron (B) nwere ike imetụta àgwà eletriki nke ukwuu site n'ịkpasa ndị na-ebu ibu, na-ebelata ike ubi nkwụsị, na n'ikpeazụ mebie arụmọrụ ngwaọrụ na ntụkwasị obi, na-achọ ka njikwa adịghị ọcha siri ike.

 

Silicon carbide semiconductor ihe

 

2. Ọdịdị kristal pụrụ iche na Ogo

 

SiC-ọkwa seramiiki dị n'ụzọ bụ isi dị ka ntụ ntụ polycrystalline ma ọ bụ ahụ siri ike nke mejupụtara ọtụtụ microcrystal SiC na-adabereghị na ya. Ngwa ahụ nwere ike ịnwe ọtụtụ ụdị (dịka ọmụmaatụ, α-SiC, β-SiC) na-enweghị njikwa siri ike n'ụdị polytypes, na-emesi ike kama na njupụta ihe niile na otu. Ihe owuwu ime ya nwere oke oke ọka na pores pere mpe, ma nwee ike ịnwe ihe enyemaka na-eme ihe (dịka, Al₂O₃, Y₂O₃).

 

Semiconductor-ọkwa SiC ga-abụrịrị otu mkpụrụ kristal ma ọ bụ akwa epitaxial nwere usoro kristal nyere iwu nke ukwuu. Ọ na-achọ ụdị polytype ndị a kapịrị ọnụ enwetara site na usoro uto kristal ziri ezi (dịka ọmụmaatụ, 4H-SiC, 6H-SiC). Ngwongwo eletriki dị ka ngagharị elektrọn na bandgap na-enwe mmetụta nke ukwuu maka nhọrọ polytype, na-achọ ka njikwa siri ike. Ka ọ dị ugbu a, 4H-SiC na-achịkwa ahịa n'ihi njirimara ọkụ eletrik ya dị elu gụnyere nnukwu ihe na-ebu ibu na ike mgbaka ubi, na-eme ka ọ dị mma maka ngwaọrụ ike.

 

3. Usoro ntụle mgbagwoju anya

 

Ceramic-grade SiC na-eji usoro nrụpụta dị mfe (nkwadebe ntụ ntụ → imepụta → sintering), yiri “ịme brik.” Usoro a gụnyere:

 

• Na-agwakọta ntụ ntụ SiC-ọkwa azụmahịa (nke a na-ahụkarị micron-sized) yana ihe eji ejikọta ya
• Na-eme site na ịpị
• Okpomọkụ dị elu (1600-2200 ° C) iji nweta densification site na mgbasa ozi.
  Ọtụtụ ngwa nwere ike inwe afọ ojuju> njupụta 90%. Usoro a niile anaghị achọ njikwa uto kristal ziri ezi, na-elekwasị anya kama n'ịmepụta na ịdị n'otu. Uru gụnyere mgbanwe usoro maka ụdị dị mgbagwoju anya, n'agbanyeghị na achọrọ ịdị ọcha dị obere.

 

Semiconductor-ọkwa SiC na-agụnye usoro dị mgbagwoju anya karịa (nkwadebe ntụ ntụ dị elu → otu mkpụrụ osisi kristal → ntinye akwụkwọ epitaxial wafer → nrụpụta ngwaọrụ). Isi usoro gụnyere:

 

• Nkwadebe nke mkpụrụ bụ isi site na usoro ụgbọ njem anụ ahụ (PVT).
• Sublimation nke SiC ntụ ntụ na oke ọnọdụ (2200-2400 ° C, nnukwu oghere)
• Ijikwa nke ọma nke gradients okpomọkụ (± 1ºC) na oke nrụgide
• Uto oyi akwa epitaxial site na ntinye mmiri kemịkalụ kemịkalụ (CVD) iji mepụta oke n'otu n'otu, akwa doped (ọ na-abụkarị ọtụtụ ruo iri iri microns)
  Usoro a niile chọrọ gburugburu ebe dị ọcha (dịka ọmụmaatụ, klaasị 10) iji gbochie mmetọ. Njirimara gụnyere oke usoro nkenke, chọrọ njikwa n'elu ebe okpomọkụ na ọnụego ikuku gas, yana ihe siri ike maka ịdị ọcha nke akụrụngwa (> 99.9999%) na ọkaibe akụrụngwa.

 

4. Ọdịiche dị oke ọnụ ahịa yana ụzọ ahịa

 

Atụmatụ SiC-ọkwa seramiiki:

• Akụrụngwa: ntụ ntụ-ọkwa azụmahịa
• Dịtụ mfe usoro
• Ọnụ ala dị ala: Ọtụtụ puku na iri puku RMB kwa ton
• Ngwa sara mbara: Abrasives, refractories, na ụlọ ọrụ ndị ọzọ na-akwụ ụgwọ

 

Njirimara SiC nke semiconductor:

• Ogologo okirikiri uto okirikiri
• njikwa ntụpọ na-ama aka
• Ọnụ ego mkpụrụ osisi dị ala
• Ọnụ ego dị elu: puku kwuru puku USD kwa mkpụrụ 6-inch
• Ahịa elebara anya: Ngwa eletrọnịkị na-arụ ọrụ dị elu dị ka ngwaọrụ ike na ihe RF
  Site na mmepe ngwa ngwa nke ụgbọ ala ume ọhụrụ na nkwukọrịta 5G, ọchịchọ ahịa na-eto nke ukwuu.

 

5. Ihe ngosi ngwa dị iche iche

 

Ceramic-grade SiC na-eje ozi dị ka "ịnyịnya ọrụ ụlọ ọrụ" bụ isi maka ngwa nhazi. Ijikwa akụrụngwa akụrụngwa ya dị mma (ike siri ike, nguzogide eyi) yana akụrụngwa thermal (oke okpomọkụ na-eguzogide, nguzogide oxidation), ọ karịrị:

 

• Abrasives (ụkwụ egweri, akwụkwọ aja)
• Refractories (ihe mkpuchi ọkụ dị elu)
• Ihe ndị na-eguzogide iyi/corrosion (ozu mgbapụta, ọkpọkọ ọkpọkọ)

 

Akụkụ ihe nhazi seramiiki silicon carbide

 

Semiconductor-grade SiC na-arụ ọrụ dị ka “eletrọnịkị eletrọnịkị,” na-eji akụrụngwa semiconductor bandgap obosara ya gosipụtara uru pụrụ iche na ngwaọrụ eletrọnịkị:

 

• Ngwaọrụ ike: EV inverters, grid converters (na-eme ka arụmọrụ ntụgharị ike dịkwuo mma)
• Ngwaọrụ RF: ọdụ ụgbọ ala 5G, sistemụ radar (na-enyere aka ugboro ugboro na-arụ ọrụ dị elu)
• Optoelectronics: ihe substrate maka LEDs na-acha anụnụ anụnụ

 

200-millimita SiC epitaxial wafer

 

Akụkụ	Ceramic-ọkwa SiC	Semiconductor-ọkwa SiC
Ọdịdị kristal	Polycrystalline, ọtụtụ ụdị	Otu kristal, polytypes ahọpụtara nke ọma
Nleba anya usoro	Densification na njikwa ọdịdị	Ogo kristal na njikwa ihe onwunwe eletrik
Arụmọrụ ebute ụzọ	Mechanical ike, corrosion eguzogide, thermal kwụsie ike	Ngwa eletriki (bandgap, ubi mmebi, wdg)
Ihe ngosi ngwa	Ihe eji arụ ọrụ, akụkụ ndị na-eguzogide iyi, ihe ndị na-ekpo ọkụ dị elu	Ngwa ike dị elu, ngwaọrụ dị elu, ngwaọrụ optoelectronic
Ndị ọkwọ ụgbọala ọnụ ahịa	Mgbanwe usoro, ọnụ ahịa akụrụngwa	Ọnụego uto kristal, izi ezi akụrụngwa, ịdị ọcha akụrụngwa

 

Na nchịkọta, isi ihe dị iche na-esite na ebumnuche ha dị iche iche: ceramic-grade SiC na-eji "ụdị (nhazi)" ebe SiC-ọkwa semiconductor na-eji" arịa (ọkụ eletrik)." Nke mbụ na-achụso arụmọrụ igwe / okpomọkụ dị ọnụ ala, ebe nke ikpeazụ na-anọchite anya nkà na ụzụ nkwadebe ihe dị ka ịdị ọcha dị elu, ihe na-arụ ọrụ otu-kristal. Ọ bụ ezie na ịkekọrịta otu ụdị kemịkalụ, seramiiki-ọkwa na semiconductor-ọkwa SiC na-egosipụta ọdịiche doro anya na ịdị ọcha, nhazi kristal, na usoro nrụpụta - ma ha abụọ na-enye aka dị ukwuu na mmepụta ụlọ ọrụ na ọganihu teknụzụ na ngalaba ha.