โครงสร้างวัสดุและคุณสมบัติของซิลิกอนคาร์ไบด์เผาผนึกภายใต้ความดันบรรยากาศ

【 คำอธิบายโดยย่อ 】 ใน C, N, B สมัยใหม่และวัตถุดิบทนไฟไฮเทคที่ไม่ใช่ออกไซด์อื่น ๆ เผาความดันบรรยากาศซิลิคอนคาร์ไบด์กว้างขวางและประหยัด และอาจกล่าวได้ว่าเป็นทรายหรือทรายทนไฟ บริสุทธิ์ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นคริสตัลใสไม่มีสี แล้วโครงสร้างวัสดุและคุณสมบัติของมันคืออะไร?ซิลิคอนคาร์ไบด์?

 

โครงสร้างวัสดุของความดันบรรยากาศเผาผนึกซิลิคอนคาร์ไบด์:

ความดันบรรยากาศถูกเผาซิลิคอนคาร์ไบด์ใช้ในอุตสาหกรรมคือสีเหลืองอ่อน เขียว น้ำเงิน และดำ ตามชนิดและเนื้อหาของสิ่งเจือปน และมีความบริสุทธิ์แตกต่างกันและความโปร่งใสแตกต่างกัน โครงสร้างผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์แบ่งออกเป็นพลูโทเนียมหกคำหรือรูปเพชรและพลูโทเนียมลูกบาศก์ซิก พลูโทเนียมซิกก่อให้เกิดการเสียรูปที่หลากหลายเนื่องจากลำดับการเรียงซ้อนของอะตอมของคาร์บอนและซิลิคอนในโครงสร้างผลึกที่แตกต่างกัน และมีการพบการเสียรูปมากกว่า 70 ชนิด beta-SIC แปลงเป็น alpha-SIC ที่สูงกว่า 2100 กระบวนการทางอุตสาหกรรมของซิลิคอนคาร์ไบด์ได้รับการขัดเกลาด้วยทรายควอทซ์คุณภาพสูงและโค้กปิโตรเลียมในเตาต้านทาน บล็อกซิลิกอนคาร์ไบด์ที่ผ่านการขัดแล้วจะถูกบด การทำความสะอาดกรดเบส การแยกแม่เหล็ก การคัดกรองหรือการเลือกน้ำเพื่อผลิตผลิตภัณฑ์ขนาดอนุภาคที่หลากหลาย

 

ลักษณะวัสดุของความดันบรรยากาศซิลิกอนคาร์ไบด์เผา:

ซิลิคอนคาร์ไบด์มีเสถียรภาพทางเคมีที่ดี มีการนำความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อน ทนต่อการสึกหรอ ดังนั้นนอกเหนือจากการใช้สารกัดกร่อนแล้วยังมีประโยชน์หลายอย่าง เช่น ผงซิลิกอนคาร์ไบด์เคลือบอยู่บนผนังด้านในของใบพัดกังหันหรือบล็อกกระบอกสูบด้วย กระบวนการพิเศษซึ่งสามารถปรับปรุงความต้านทานการสึกหรอและยืดอายุการใช้งานได้ 1 ถึง 2 เท่า ผลิตจากวัสดุทนความร้อน ขนาดเล็ก น้ำหนักเบา มีความแข็งแรงสูงจากวัสดุทนไฟเกรดสูง ประหยัดพลังงานดีมาก ซิลิคอนคาร์ไบด์เกรดต่ำ (รวมถึง SiC ประมาณ 85%) เป็นสารกำจัดออกซิไดซ์ที่ดีเยี่ยมสำหรับการเพิ่มความเร็วในการผลิตเหล็กและควบคุมองค์ประกอบทางเคมีได้อย่างง่ายดายเพื่อปรับปรุงคุณภาพเหล็ก นอกจากนี้ ซิลิกอนคาร์ไบด์เผาความดันบรรยากาศยังใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตชิ้นส่วนไฟฟ้าของแท่งคาร์บอนซิลิคอน

ซิลิคอนคาร์ไบด์มีความแข็งมาก ความแข็งของมอร์สอยู่ที่ 9.5 รองจากเพชรแข็งของโลก (10) เป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่มีการนำความร้อนได้ดีเยี่ยม สามารถต้านทานการเกิดออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงได้ ซิลิคอนคาร์ไบด์มีผลึกอย่างน้อย 70 ชนิด พลูโตเนียม-ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นไอโซเมอร์ทั่วไปที่เกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่า 2000 และมีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยม (คล้ายกับเวิร์ทไซต์) ซิลิกอนคาร์ไบด์เผาภายใต้ความดันบรรยากาศ

 

การประยุกต์ใช้ของซิลิคอนคาร์ไบด์ในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์

ห่วงโซ่อุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ซิลิกอนคาร์ไบด์ส่วนใหญ่ประกอบด้วยผงซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง พื้นผิวผลึกเดี่ยว แผ่นอีปิแอกเชียล ส่วนประกอบด้านพลังงาน บรรจุภัณฑ์โมดูล และการใช้งานเทอร์มินัล

1. สารตั้งต้นผลึกเดี่ยว สารตั้งต้นผลึกเดี่ยวเป็นวัสดุรองรับเซมิคอนดักเตอร์ วัสดุนำไฟฟ้า และสารตั้งต้นการเจริญเติบโตของเยื่อบุผิว ปัจจุบันวิธีการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยว SiC รวมถึงวิธีการถ่ายโอนไอทางกายภาพ (วิธี PVT) วิธีเฟสของเหลว (วิธี LPE) และวิธีการสะสมไอสารเคมีที่อุณหภูมิสูง (วิธี HTCVD) ซิลิกอนคาร์ไบด์เผาภายใต้ความดันบรรยากาศ

2. แผ่นปิดผิวแผ่นซิลิกอนคาร์ไบด์แผ่นปิดผิว, แผ่นซิลิกอนคาร์ไบด์, ฟิล์มผลึกเดี่ยว (ชั้น epitaxis) ที่มีทิศทางเดียวกันกับคริสตัลของสารตั้งต้นที่มีข้อกำหนดบางประการสำหรับสารตั้งต้นของซิลิกอนคาร์ไบด์ ในการใช้งานจริง อุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์แบบช่องว่างแถบกว้างเกือบทั้งหมดผลิตขึ้นในชั้นเอปิเทกเซียล และชิปซิลิคอนเองก็ถูกใช้เป็นสารตั้งต้นเท่านั้น ซึ่งรวมถึงสารตั้งต้นของชั้นเอพิเทเชียล GaN ด้วย

3. ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูง ผงซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีความบริสุทธิ์สูงเป็นวัตถุดิบสำหรับการเจริญเติบโตของผลึกเดี่ยวซิลิกอนคาร์ไบด์โดยวิธี PVT และความบริสุทธิ์ของผลิตภัณฑ์ส่งผลโดยตรงต่อคุณภาพการเติบโตและลักษณะทางไฟฟ้าของผลึกเดี่ยวของซิลิกอนคาร์ไบด์

4. อุปกรณ์ไฟฟ้าเป็นพลังงานย่านความถี่กว้างที่ทำจากวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์ซึ่งมีลักษณะของอุณหภูมิสูง ความถี่สูง และประสิทธิภาพสูง ตามรูปแบบการทำงานของอุปกรณ์ อุปกรณ์จ่ายไฟ SiC ส่วนใหญ่ประกอบด้วยไดโอดกำลังและท่อสวิตช์ไฟ

5. เทอร์มินัล ในการใช้งานเซมิคอนดักเตอร์รุ่นที่สาม เซมิคอนดักเตอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์มีข้อได้เปรียบในการเสริมกับเซมิคอนดักเตอร์แกลเลียมไนไตรด์ เนื่องจากประสิทธิภาพการแปลงสูง คุณลักษณะการให้ความร้อนต่ำ น้ำหนักเบา และข้อดีอื่นๆ ของอุปกรณ์ SiC ความต้องการของอุตสาหกรรมปลายน้ำจึงเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง และมีแนวโน้มที่จะเปลี่ยนอุปกรณ์ SiO2