Matériau en carbure de silicium et ses caractéristiques

Le dispositif semi-conducteur est au cœur de l'équipement de machine industrielle moderne, largement utilisé dans les ordinateurs, l'électronique grand public, les communications réseau, l'électronique automobile et d'autres domaines du noyau, l'industrie des semi-conducteurs est principalement composée de quatre composants de base : circuits intégrés, dispositifs optoélectroniques, dispositif discret, capteur, qui représente plus de 80% des circuits intégrés, si souvent et équivalent semi-conducteur et circuit intégré.

Le circuit intégré, selon la catégorie de produits, est principalement divisé en quatre catégories : microprocesseur, mémoire, dispositifs logiques, pièces de simulateur. Cependant, avec l'expansion continue du champ d'application des dispositifs à semi-conducteurs, de nombreuses occasions spéciales exigent que les semi-conducteurs soient capables d'adhérer à l'utilisation de températures élevées, de forts rayonnements, de puissance élevée et d'autres environnements, sans endommager, la première et la deuxième génération de Les matériaux semi-conducteurs sont impuissants, c’est pourquoi la troisième génération de matériaux semi-conducteurs a vu le jour.

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À l'heure actuelle, les matériaux semi-conducteurs à large bande interdite représentés parcarbure de silicium(SiC), le nitrure de gallium (GaN), l'oxyde de zinc (ZnO), le diamant et le nitrure d'aluminium (AlN) occupent le marché dominant avec de plus grands avantages, collectivement appelés matériaux semi-conducteurs de troisième génération. La troisième génération de matériaux semi-conducteurs avec une largeur de bande interdite plus large, plus le champ électrique de claquage, la conductivité thermique, le taux de saturation électronique et la capacité plus élevée à résister aux rayonnements sont élevés, plus adaptés à la fabrication de dispositifs à haute température, haute fréquence, résistance aux rayonnements et haute puissance. , généralement appelés matériaux semi-conducteurs à large bande interdite (la largeur de bande interdite est supérieure à 2,2 eV), également appelés matériaux semi-conducteurs à haute température. D'après les recherches actuelles sur les matériaux et dispositifs semi-conducteurs de troisième génération, les matériaux semi-conducteurs en carbure de silicium et en nitrure de gallium sont plus matures ettechnologie du carbure de siliciumest le plus mature, tandis que la recherche sur l'oxyde de zinc, le diamant, le nitrure d'aluminium et d'autres matériaux en est encore à ses débuts.

Matériaux et leurs propriétés :

Carbure de siliciumLe matériau est largement utilisé dans les roulements à billes en céramique, les vannes, les matériaux semi-conducteurs, les gyroscopes, les instruments de mesure, l'aérospatiale et d'autres domaines, est devenu un matériau irremplaçable dans de nombreux domaines industriels.

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Le SiC est une sorte de super-réseau naturel et un polytype homogène typique. Il existe plus de 200 familles polytypiques homotypiques (actuellement connues) en raison de la différence de séquence de compactage entre les couches diatomiques de Si et de C, ce qui conduit à des structures cristallines différentes. Par conséquent, le SiC est très approprié pour la nouvelle génération de matériaux de substrat de diodes électroluminescentes (DEL), de matériaux électroniques de haute puissance.

caractéristiques

propriété physique

Haute dureté (3000 kg/mm), peut couper le rubis
Haute résistance à l’usure, juste derrière le diamant
La conductivité thermique est 3 fois supérieure à celle du Si et 8 à 10 fois supérieure à celle du GaAs.
La stabilité thermique du SiC est élevée et il est impossible de fondre à pression atmosphérique
De bonnes performances de dissipation thermique sont très importantes pour les appareils haute puissance
 

 

propriété chimique

Très forte résistance à la corrosion, résistant à presque tous les agents corrosifs connus à température ambiante
La surface du SiC s'oxyde facilement pour former du SiO, une fine couche peut empêcher son oxydation ultérieure. Au-dessus de 1700℃, le film d'oxyde fond et s'oxyde rapidement
La bande interdite du 4H-SIC et du 6H-SIC est environ 3 fois celle du Si et 2 fois celle du GaAs : L'intensité du champ électrique de claquage est d'un ordre de grandeur supérieur à Si et la vitesse de dérive des électrons est saturée. Deux fois et demie le Si. La bande interdite du 4H-SIC est plus large que celle du 6H-SIC

Heure de publication : 01 août 2022
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