ما هو كربيد السيليكون؟

كما يوحي الاسم، يعد كربيد السيليكون مادة مهمة من أشباه الموصلات من الجيل الثالث، وهو مركب يتكون من Si وC. وينتج عن هذا المزيج من هذين العنصرين بنية رباعية السطوح قوية، مما يمنحها مزايا عديدة وآفاق تطبيق واسعة، خاصة في مجالات إلكترونيات الطاقة والطاقة الجديدة.

بالطبع، مادة SiC لا تتكون من رباعي وجوه واحد مكون من ذرة Si واحدة وذرة C واحدة، ولكن من عدد لا يحصى من ذرات Si وC. يشكل عدد كبير من ذرات Si وC طبقات ذرية مزدوجة متموجة (طبقة واحدة من ذرات C وطبقة واحدة من ذرات Si)، والعديد من الطبقات الذرية المزدوجة تتكدس لتشكل بلورات SiC. نظرًا للتغيرات الدورية التي تحدث أثناء عملية تكديس الطبقات الذرية المزدوجة Si-C، يوجد حاليًا أكثر من 200 بنية بلورية مختلفة بترتيبات متميزة. حاليًا، الأشكال البلورية الأكثر شيوعًا في التطبيقات العملية هي 3C-SiC، 4H-SiC، و6H-SiC.

مزايا بلورات كربيد السيليكون:

(1) الخواص الميكانيكية

تتمتع بلورات كربيد السيليكون بصلابة عالية للغاية ومقاومة جيدة للتآكل، وهي ثاني أقوى بلورة تم العثور عليها حتى الآن، بعد الألماس. نظرًا لخصائصه الميكانيكية الممتازة، غالبًا ما يستخدم كربيد السيليكون المسحوق في صناعة القطع أو التلميع، كما تستخدم الطلاءات المقاومة للتآكل في بعض قطع العمل أيضًا طلاءات كربيد السيليكون - على سبيل المثال، الطلاء المقاوم للتآكل على سطح السفينة الحربية Shandong مصنوع من كربيد السيليكون.

(2) الخصائص الحرارية

الموصلية الحرارية لكربيد السيليكون هي 3 أضعاف الموصلية الحرارية لأشباه الموصلات التقليدية Si و 8 أضعاف GaAs. يمكن للأجهزة المصنوعة من كربيد السيليكون أن تبدد الحرارة المتولدة بسرعة، لذا فإن أجهزة كربيد السيليكون لها متطلبات فضفاضة نسبيًا فيما يتعلق بظروف تبديد الحرارة وهي أكثر ملاءمة لتصنيع الأجهزة عالية الطاقة. يتمتع كربيد السيليكون أيضًا بخصائص ديناميكية حرارية مستقرة: تحت الضغط العادي، يتحلل مباشرة إلى بخار Si وC عند درجات حرارة عالية دون ذوبان.

(3) الخواص الكيميائية

يتمتع كربيد السيليكون بخصائص كيميائية مستقرة ومقاومة ممتازة للتآكل. لا يتفاعل مع أي حمض معروف في درجة حرارة الغرفة. عندما يتم وضع كربيد السيليكون في الهواء لفترة طويلة، ستتشكل طبقة رقيقة كثيفة من SiO2 ببطء على سطحه، مما يمنع المزيد من تفاعلات الأكسدة.

(4) الخصائص الكهربائية

باعتبارها مادة تمثيلية لأشباه الموصلات ذات فجوة النطاق الواسعة، فإن عرض فجوة النطاق لـ 6H-SiC و4H-SiC هو 3.0 فولت و3.2 فولت على التوالي، وهو ما يعادل 3 أضعاف عرض Si و2 ضعف عرض GaAs. تحتوي أجهزة أشباه الموصلات المصنوعة من كربيد السيليكون على تيار تسرب أصغر ومجال كهربائي أكبر، لذلك يعتبر كربيد السيليكون مادة مثالية للأجهزة عالية الطاقة. تعد حركة الإلكترون المشبع لكربيد السيليكون أيضًا أعلى مرتين من حركة Si، مما يمنحه مزايا واضحة في تصنيع الأجهزة عالية التردد.

(5) الخصائص البصرية

نظرًا لفجوة نطاقها الواسعة، تكون بلورات كربيد السيليكون غير المنشورة عديمة اللون وشفافة. تظهر بلورات كربيد السيليكون المطلية بألوان مختلفة بسبب الاختلافات في خصائصها. على سبيل المثال، بعد التطعيم بـ N، يظهر 6H-SiC باللون الأخضر، ويظهر 4H-SiC باللون البني، ويظهر 15R-SiC باللون الأصفر؛ المنشطات مع Al تجعل 4H-SiC تظهر باللون الأزرق. تعتبر مراقبة اللون لتحديد النوع المتعدد طريقة بديهية للتمييز بين الأنواع المتعددة من كربيد السيليكون.

عروض سيميكوركسركائز كربيد السيليكونفي مختلف الأحجام والدرجات. لا تتردد في الاتصال بنا مع أي أسئلة أو لمزيد من التفاصيل.

هاتف: +86-13567891907

البريد الإلكتروني: sales@semicorex.com