Seramika Karbida Silikôna vs. Semiconductor Karbida Silikôna: Akora mitovy misy tanjona roa miavaka

1. Fepetra takiana amin'ny fahadiovana samihafa ho an'ny akora manta

 

Ny SiC vita amin'ny seramika dia manana fepetra takiana amin'ny fahadiovana somary malefaka ho an'ny akora fototra vovoka. Matetika, ny vokatra vita amin'ny varotra izay manana fahadiovana 90%-98% dia afaka mamaly ny ankamaroan'ny filàna fampiharana, na dia mety mitaky fahadiovana 98%-99.5% aza ny seramika ara-drafitra avo lenta (ohatra, ny SiC mifamatotra amin'ny fihetsika dia mitaky votoatin'ny silikônina malalaka voafehy). Izy io dia mahazaka loto sasany ary indraindray dia mampiditra an-tsitrapo ireo fitaovana fanampiana amin'ny sintering toy ny aluminium oxide (Al₂O₃) na yttrium oxide (Y₂O₃) mba hanatsarana ny fahombiazan'ny sintering, hampidina ny mari-pana sintering, ary hampitombo ny hakitroky ny vokatra farany.

 

Mitaky fahadiovana efa ho tonga lafatra ny SiC kilasy semiconductor. Ny SiC kristaly tokana kilasy substrate dia mitaky fahadiovana ≥99.9999% (6N), ary ny fampiharana avo lenta sasany dia mila fahadiovana 7N (99.99999%). Ny sosona epitaxial dia tsy maintsy mitazona fifantohana loto ambanin'ny 10¹⁶ atôma/cm³ (indrindra ny fisorohana ny loto lalina toy ny B, Al, ary V). Na dia ny loto kely toy ny vy (Fe), aliminioma (Al), na boron (B) aza dia mety hisy fiantraikany lehibe amin'ny toetra elektrika amin'ny alàlan'ny fiparitahan'ny mpitatitra, mampihena ny tanjaky ny saha breakdown, ary amin'ny farany dia manimba ny fahombiazan'ny fitaovana sy ny fahatokisana, izay mitaky fanaraha-maso hentitra ny loto.

 

Akora semiconductor silikônina karbida

 

2. Rafitra sy Kalitao Kristaly Miavaka

 

Ny SiC vita amin'ny seramika dia misy voalohany indrindra amin'ny endrika vovoka polykristalinina na vatana sintered izay ahitana kristaly mikro SiC maro mifanitsy tsy voafehy. Mety misy polytypes maromaro (ohatra, α-SiC, β-SiC) ny akora tsy misy fifehezana hentitra amin'ny polytypes manokana, fa mifantoka kosa amin'ny hakitroky sy ny fitoviana amin'ny akora amin'ny ankapobeny. Ny rafitra anatiny dia misy sisin-tany maro sy mason-koditra mikroskopika, ary mety misy fitaovana fanampiana sinter (ohatra, Al₂O₃, Y₂O₃).

 

Ny SiC kilasy semiconductor dia tsy maintsy substrate kristaly tokana na sosona epitaxial misy rafitra kristaly milamina tsara. Mitaky polytypes manokana azo avy amin'ny teknika fitomboan'ny kristaly mazava tsara (ohatra, 4H-SiC, 6H-SiC). Ny toetra elektrika toy ny fivezivezen'ny elektrôna sy ny elanelan'ny tarika dia tena mora tohina amin'ny fisafidianana polytype, ka mitaky fanaraha-maso hentitra. Amin'izao fotoana izao, ny 4H-SiC no manjaka eny an-tsena noho ny toetra elektrika ambony ananany anisan'izany ny fivezivezen'ny mpitatitra avo lenta sy ny tanjaky ny saha vaky, ka mahatonga azy io ho tsara indrindra ho an'ny fitaovana herinaratra.

 

3. Fampitahana ny fahasarotan'ny dingana

 

Mampiasa fomba fanamboarana tsotra ny SiC seramika (fanomanana vovoka → famolavolana → fanindronana), mitovy amin'ny "fanaovana biriky". Ny dingana dia misy:

 

• Fampifangaroana vovoka SiC kilasy ara-barotra (matetika habe mikrônôna) amin'ny zavatra mampiray
• Famoronana amin'ny alalan'ny fanerena
• Sintering amin'ny mari-pana avo (1600-2200°C) mba hahazoana densification amin'ny alàlan'ny diffusion poti
  Ny ankamaroan'ny fampiharana dia mety ho afa-po amin'ny hakitroky mihoatra ny 90%. Ny dingana manontolo dia tsy mitaky fanaraha-maso mazava tsara ny fitomboan'ny kristaly, fa mifantoka amin'ny famolavolana sy ny tsy fiovaovan'ny sintering. Ny tombony dia ahitana ny fahafaha-milefitra amin'ny dingana ho an'ny endrika sarotra, na dia misy fepetra takiana amin'ny fahadiovana ambany kokoa aza.

 

Ny SiC kilasy semiconductor dia misy dingana sarotra kokoa (fanomanana vovoka madio avo lenta → fitomboan'ny substrate kristaly tokana → fametrahana wafer epitaxial → fanamboarana fitaovana). Ireto avy ireo dingana fototra:

 

• Fanomanana ny substrate amin'ny alàlan'ny fomba fitaterana etona ara-batana (PVT)
• Fanalefahana ny vovoka SiC amin'ny toe-javatra tafahoatra (2200-2400°C, banga avo lenta)
• Fanaraha-maso marina ny fiovaovan'ny mari-pana (±1°C) sy ny masontsivana tsindry
• Fitomboan'ny sosona epitaxial amin'ny alàlan'ny fametrahana etona simika (CVD) mba hamoronana sosona matevina sy voatoto mitovy (matetika mikrônôma maromaro ka hatramin'ny am-polony)
  Mitaky tontolo madio dia madio (ohatra, efitrano madio kilasy 10) ny dingana manontolo mba hisorohana ny fahalotoana. Anisan'ny toetra mampiavaka azy ny fahamarinan'ny dingana tafahoatra, izay mitaky fanaraha-maso ny saha mafana sy ny tahan'ny fikorianan'ny entona, miaraka amin'ny fepetra henjana momba ny fahadiovan'ny akora manta (>99.9999%) sy ny fahaizan'ny fitaovana.

 

4. Fahasamihafana lehibe eo amin'ny vidiny sy ny fironana eo amin'ny tsena

 

Toetra mampiavaka ny SiC seramika:

• Akora fototra: Vovoka ara-barotra
• Dingana tsotra ihany
• Vidiny ambany: An'arivony ka hatramin'ny an'aliny RMB isaky ny taonina
• Fampiharana midadasika: Ireo akora manimba, ireo zavatra tsy mety levona, ary ireo indostria hafa mora vidy

 

Toetra mampiavaka ny SiC kilasy semiconductor:

• Tsingerin'ny fitomboan'ny substrate lava
• Fanaraha-maso sarotra ny lesoka
• Tahan'ny vokatra ambany
• Vidiny lafo: An'arivony dolara amerikana isaky ny substrate 6 santimetatra
• Tsena mifantoka: Elektronika avo lenta toy ny fitaovana elektrika sy singa RF
  Miaraka amin'ny fivoarana haingana amin'ireo fiara vaovao mampiasa angovo sy ny fifandraisana 5G, mitombo be ny tinady eny an-tsena.

 

5. Toe-javatra fampiharana samihafa

 

Ny SiC seramika dia miasa ho "mpiasa indostrialy" indrindra amin'ny fampiharana ara-drafitra. Mampiasa ny toetrany mekanika tena tsara (hamafin'ny avo, fanoherana ny fikikisana) sy ny toetrany mafana (fanoherana ny mari-pana avo, fanoherana ny oksidasiona), dia miavaka amin'ny:

 

• Akora fanosihosena (kodiarana fikosoham-bary, taratasy fasika)
• Refractory (fonony lafaoro mafana be)
• Singa tsy mety simba/harafesina (vatana paompy, sosona fantsona)

 

Singa ara-drafitra seramika karbida silikônina

 

Ny SiC kilasy semiconductor dia miasa ho "elektronika sangany", mampiasa ny toetrany semiconductor misy elanelana mivelatra mba hampisehoana tombony miavaka amin'ny fitaovana elektronika:

 

• Fitaovana herinaratra: Inverter EV, mpanova tambajotra (manatsara ny fahombiazan'ny fiovam-pahefana)
• Fitaovana RF: toby fototra 5G, rafitra radar (mahatonga ny fampiasana matetika kokoa)
• Optoelektronika: Akora fototra ho an'ny LED manga

 

Wafer epitaxial SiC 200 milimetatra

 

lafiny	SiC seramika	SiC kilasy semiconductor
Rafitra kristaly	Polikristalinina, politype maro	Kristaly tokana, polytypes voafantina tsara
Fifantohana amin'ny dingana	Fanamafisam-peo sy fanaraha-maso ny endrika	Fanaraha-maso ny kalitaon'ny kristaly sy ny fananana elektrika
Laharam-pahamehana amin'ny Fahombiazana	Tanjaka mekanika, fanoherana ny harafesina, fahamarinan-toerana ara-hafanana	Toetra elektrika (bandgap, sehatry ny fahasimbana, sns.)
Toe-javatra fampiharana	Singa ara-drafitra, singa mahatohitra fikikisana, singa amin'ny mari-pana avo	Fitaovana mahery vaika, fitaovana matetika avo lenta, fitaovana optoelektronika
Mpamily ny vidiny	Fahaiza-miovaova amin'ny dingana, vidin'ny akora fototra	Ny tahan'ny fitomboan'ny kristaly, ny fahamarinan'ny fitaovana, ny fahadiovan'ny akora manta

 

Raha fintinina, ny fahasamihafana fototra dia avy amin'ny tanjon'izy ireo miavaka: ny SiC seramika dia mampiasa "endrika (rafitra)" raha ny SiC semiconductor kosa mampiasa "toetra (elektrika)." Ny voalohany dia mikatsaka ny fahombiazana mekanika/hafanana mahomby amin'ny vidiny, raha ny faharoa kosa maneho ny fara tampon'ny teknolojia fanomanana fitaovana amin'ny maha-fitaovana miasa kristaly tokana sy madio avo lenta azy. Na dia mizara fiaviana simika mitovy aza, ny SiC seramika sy semiconductor dia mampiseho fahasamihafana mazava amin'ny fahadiovana, ny rafitra kristaly ary ny fizotran'ny famokarana - nefa samy mandray anjara betsaka amin'ny famokarana indostrialy sy ny fandrosoana ara-teknolojia amin'ny sehatra misy azy avy.