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發(fā)布時(shí)間：2021-09-21 07:20
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碳化硅(SiC)，又稱(chēng)金剛砂。1891年美國(guó)人艾契遜(Acheson)發(fā)明了碳化硅的工業(yè)制造方法。碳化硅是用天然硅石、碳、木屑、工業(yè)鹽作基本合成原料，在電阻爐中加熱反應(yīng)合成。其中加入木屑是為了使塊狀混合物在高溫下形成多孔性，便于反應(yīng)產(chǎn)生的大量氣體及揮發(fā)物從中排除，避免發(fā)生，因?yàn)楹铣蒊T碳化硅，將會(huì)生產(chǎn)約1.4t的(CO)。工業(yè)鹽(NaCl)的作用是便于除去料中存在的氧化鋁、氧化鐵等雜質(zhì)。
第三代半導(dǎo)體材料，主要代表碳化硅和氮化相對(duì)于前兩代半導(dǎo)體材料而言，在高溫、高壓、高頻的工作環(huán)境下有著明顯的優(yōu)勢(shì)。
碳化硅早在1842年就被發(fā)現(xiàn)了，直到1955年才開(kāi)發(fā)出生長(zhǎng)碳化硅晶體材料的方法，1987年商業(yè)化生產(chǎn)的的碳化硅才進(jìn)入市場(chǎng)，21世紀(jì)后碳化硅的商業(yè)應(yīng)用才算鋪開(kāi)。
與硅相比，碳化硅具有更高的禁帶寬度，禁帶寬度越寬，臨界擊穿電壓越大，高電壓下可以減少所需器件數(shù)目。具有高飽和電子飄逸速度，制作的元件開(kāi)關(guān)速度大約是硅的3-10倍，高壓條件下能高頻操作，所需的驅(qū)動(dòng)功率小，電路能量損耗低。具有高熱導(dǎo)率，可減少所需的冷卻系統(tǒng)，也更適用于高功率場(chǎng)景下的使用，一般的硅半導(dǎo)體器件只能在100℃以下正常運(yùn)行，器件雖然能在200℃以上工作，但是效率大大下降，而碳化硅的工作溫度可達(dá)600℃，具有很強(qiáng)的耐熱性。并且混合SIC器件體積更小，工作損耗的降低以及工作溫度的上升使得集成度提高，體積減小。
碳化硅陶瓷
碳化硅陶瓷在石油、化工、微電子、汽車(chē)、航天、航空、造紙、激光、礦業(yè)及原子能等工業(yè)領(lǐng)域獲得了廣泛的應(yīng)用。下面為大家來(lái)介紹一下碳化硅陶瓷的良好導(dǎo)熱性能。
碳化硅陶瓷的良好導(dǎo)熱性能 陶瓷的優(yōu)異性能與其獨(dú)特結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。SiC是共價(jià)鍵很強(qiáng)的化合物，SiC中Si-C鍵的離子性僅12%左右。因此，SiC強(qiáng)度高、彈性模量大，具有優(yōu)良的耐磨損性能。純SiC不會(huì)被HCl、HNO3、H2SO4和HF等酸溶液以及NaOH等堿溶液侵蝕。在空氣中加熱時(shí)易發(fā)生氧化，但氧化時(shí)表面形成的SiO2會(huì)抑制氧的進(jìn)一步擴(kuò)散，故氧化速率并不高。在電性能方面，SiC具有半導(dǎo)體性，少量雜質(zhì)的引入會(huì)表現(xiàn)出良好的導(dǎo)電性。此外，SiC還有優(yōu)良的導(dǎo)熱性。
