Cacbua silic là gì?

Đúng như tên gọi, cacbua silic là vật liệu bán dẫn thế hệ thứ ba quan trọng, là hợp chất bao gồm Si và C. Sự kết hợp của hai nguyên tố này tạo ra cấu trúc tứ diện chắc chắn, mang lại cho nó nhiều ưu điểm và triển vọng ứng dụng rộng rãi, đặc biệt là trong các lĩnh vực điện tử công suất và năng lượng mới.

Tất nhiên, vật liệu SiC không bao gồm một khối tứ diện gồm một nguyên tử Si và một nguyên tử C mà là vô số nguyên tử Si và C. Một số lượng lớn nguyên tử Si và C tạo thành các lớp nguyên tử kép nhấp nhô (một lớp nguyên tử C và một lớp nguyên tử Si), và nhiều lớp nguyên tử kép xếp chồng lên nhau tạo thành tinh thể SiC. Do những thay đổi định kỳ xảy ra trong quá trình xếp chồng các lớp nguyên tử kép Si-C, hiện có hơn 200 cấu trúc tinh thể khác nhau với sự sắp xếp riêng biệt. Hiện nay, các dạng tinh thể phổ biến nhất trong ứng dụng thực tế là 3C-SiC, 4H-SiC và 6H-SiC.

Ưu điểm của tinh thể cacbua silic:

(1) Tính chất cơ học

Tinh thể cacbua silic có độ cứng cực cao và khả năng chống mài mòn tốt, là tinh thể cứng thứ hai được tìm thấy cho đến nay, chỉ sau kim cương. Do đặc tính cơ học tuyệt vời của nó, cacbua silic dạng bột thường được sử dụng trong ngành cắt hoặc đánh bóng, và lớp phủ chống mài mòn trên một số phôi cũng sử dụng lớp phủ cacbua silic—ví dụ, lớp phủ chống mài mòn trên boong tàu chiến Sơn Đông được làm bằng cacbua silic.

(2) Tính chất nhiệt

Độ dẫn nhiệt của cacbua silic gấp 3 lần so với chất bán dẫn Si truyền thống và gấp 8 lần so với GaAs. Các thiết bị làm bằng cacbua silic có thể tản nhiệt sinh ra nhanh chóng, do đó, các thiết bị cacbua silic có yêu cầu tương đối lỏng lẻo về điều kiện tản nhiệt và phù hợp hơn để sản xuất các thiết bị công suất cao. Cacbua silic còn có đặc tính nhiệt động ổn định: dưới áp suất bình thường, nó phân hủy trực tiếp thành hơi Si và C ở nhiệt độ cao mà không tan chảy.

(3) Tính chất hóa học

Cacbua silic có tính chất hóa học ổn định và khả năng chống ăn mòn tuyệt vời. Nó không phản ứng với bất kỳ axit nào đã biết ở nhiệt độ phòng. Khi cacbua silic được đặt trong không khí trong một thời gian dài, một lớp mỏng SiO2 dày đặc sẽ từ từ hình thành trên bề mặt của nó, ngăn chặn các phản ứng oxy hóa tiếp theo.

(4) Tính chất điện

Là vật liệu đại diện của chất bán dẫn vùng cấm rộng, độ rộng vùng cấm của 6H-SiC và 4H-SiC lần lượt là 3,0 eV và 3,2 eV, gấp 3 lần so với Si và 2 lần so với GaAs. Các thiết bị bán dẫn làm bằng cacbua silic có dòng rò nhỏ hơn và điện trường đánh thủng lớn hơn, vì vậy cacbua silic được coi là vật liệu lý tưởng cho các thiết bị công suất cao. Độ linh động điện tử bão hòa của cacbua silic cũng cao hơn 2 lần so với Si, mang lại lợi thế rõ ràng trong việc chế tạo các thiết bị tần số cao.

(5) Tính chất quang học

Do dải rộng, các tinh thể cacbua silic không pha tạp không màu và trong suốt. Các tinh thể cacbua silic pha tạp có màu sắc khác nhau do sự khác biệt về tính chất của chúng. Ví dụ, sau khi pha tạp N, 6H-SiC xuất hiện màu xanh lá cây, 4H-SiC xuất hiện màu nâu và 15R-SiC xuất hiện màu vàng; pha tạp Al làm cho 4H-SiC có màu xanh lam. Quan sát màu sắc để xác định polytype là một phương pháp trực quan để phân biệt các polytype silicon cacbua.

Ưu đãi của Semicorexchất nền cacbua silicvới nhiều kích cỡ và cấp độ khác nhau. Xin vui lòng liên hệ với chúng tôi nếu có bất kỳ câu hỏi nào hoặc để biết thêm chi tiết.

ĐT: +86-13567891907

Email: sales@semicorex.com