Ifhem il-ħajja tal-passat tal-karbur tas-silikon!

Karbur tas-silikon (SiC) huwa mdewweb f'temperatura għolja f'forn ta 'reżistenza bl-użu ta' ramel tal-kwarz, kokk tal-pitrolju (jew kokk tal-faħam), u laqx tal-injam bħala materja prima. Il-karbur tas-silikon jeżisti wkoll fin-natura bħala minerali rari, moissanite. Il-karbur tas-silikon jissejjaħ ukoll moissanite. Fost il-materja prima refrattorja ta 'teknoloġija għolja mhux ossidu kontemporanja bħal C, N, u B, il-karbur tas-silikon huwa l-aktar wieħed użat u ekonomiku. Jista 'jissejjaħ ramel żmerill jew ramel refrattorju.

1. Il-ħajja tal-passat u tal-preżent tal-karbur tas-silikon
Minħabba l-proprjetajiet kimiċi stabbli tiegħu, konduttività termali għolja, koeffiċjent ta 'espansjoni termali żgħira, u reżistenza tajba għall-ilbies, il-karbur tas-silikon għandu ħafna użi oħra minbarra li jintuża bħala abrażiv, bħal kisi ta' trab tal-karbur tas-silikon bi proċess speċjali Fuq il-ħajt ta 'ġewwa tal- turbina impeller jew blokka taċ-ċilindru, tista 'ttejjeb ir-reżistenza għall-ilbies tagħha u testendi l-ħajja tas-servizz tagħha b'1 sa 2 darbiet; il-materjal refrattorju avvanzat magħmul minnu huwa reżistenti għal xokk termali, żgħir fid-daqs, ħafif fil-piż, għoli fil-qawwa, u għandu effett tajjeb ta 'ffrankar tal-enerġija. Karbur tas-silikon ta 'grad baxx (li fih madwar 85% SiC) huwa deoxidizer eċċellenti. Jista 'jħaffef il-produzzjoni tal-azzar, jiffaċilita l-kontroll tal-kompożizzjoni kimika, u jtejjeb il-kwalità tal-azzar. Barra minn hekk, il-karbur tas-silikon huwa wkoll użat ħafna fil-produzzjoni ta 'vireg tal-karbur tas-silikon għal elementi ta' tisħin elettriċi.
Il-karbur tas-silikon huwa iebes ħafna, b'ebusija Mohs ta '9.5, it-tieni biss għad-djamant l-aktar iebes tad-dinja (livell 10). Għandu konduttività termali eċċellenti, huwa semikonduttur, u jista 'jirreżisti l-ossidazzjoni f'temperaturi għoljin.

2. Karatteristiċi vantaġġużi ta 'apparati tal-karbur tas-silikon
Il-karbur tas-silikon (SiC) bħalissa huwa l-materjal semikonduttur ta 'bandgap wiesa' l-aktar matur. Pajjiżi madwar id-dinja jagħtu importanza kbira lir-riċerka tas-SiC u investew ħafna ħaddiema u riżorsi materjali fl-iżvilupp attiv. L-Istati Uniti, l-Ewropa, il-Ġappun, eċċ mhumiex biss Pjanijiet ta 'riċerka korrispondenti ġew ifformulati fil-livell nazzjonali, u xi ġganti elettroniċi internazzjonali investew ukoll ħafna fl-iżvilupp ta' apparat semikonduttur tal-karbur tas-silikon.
Meta mqabbla mas-silikon ordinarju, il-komponenti li jużaw karbur tas-silikon għandhom il-karatteristiċi li ġejjin:

Karatteristiċi ta 'vultaġġ għoli:
L-apparati tal-karbur tas-silikon huma 10 darbiet ir-reżistenza tal-vultaġġ ta 'apparati tas-silikon ekwivalenti.
Ir-reżistenza tal-vultaġġ tat-tubi Schottky tal-karbur tas-silikon tista 'tilħaq 2400V.
Tubi tal-effett tal-kamp tal-karbur tas-silikon jistgħu jifilħu vultaġġi ta 'għexieren ta' eluf ta 'volts, u r-reżistenza tagħhom fuq l-istat mhix kbira ħafna.

Karatteristiċi ta' frekwenza għolja:

Karatteristiċi ta' temperatura għolja:
Illum, meta l-materjali Si huma qrib il-limitu teoretiku tal-prestazzjoni, l-apparati tal-qawwa SiC dejjem kienu meqjusa bħala "apparati ideali" u huma antiċipati ħafna minħabba l-vultaġġ għoli ta 'reżistenza tagħhom, telf baxx, effiċjenza għolja u karatteristiċi oħra. Madankollu, meta mqabbel ma 'apparat ta' materjal SiC preċedenti, il-bilanċ bejn il-prestazzjoni u l-ispiża tal-apparati tal-enerġija SiC u d-domanda tagħhom għal teknoloġija għolja se jsiru ċ-ċavetta biex l-apparati tal-enerġija SiC jistgħux verament isiru popolari.

Fil-preżent, apparati tal-karbur tas-silikon ta 'qawwa baxxa daħlu fl-istadju prattiku tal-produzzjoni tal-apparat mil-laboratorju. Fil-preżent, il-prezz tal-wejfers tal-karbur tas-silikon għadu relattivament għoli, u għandhom ukoll ħafna difetti. Permezz ta 'riċerka u żvilupp kontinwu, huwa mistenni li l-apparati tal-karbur tas-silikon jiddominaw is-suq tal-apparat tal-enerġija sa madwar l-2010. Iżda dan mhuwiex il-każ.

3. X'inhi s-sitwazzjoni attwali tal-iżvilupp tal-apparati tal-karbur tas-silikon?
1. Parametri tekniċi: Per eżempju, il-vultaġġ tad-dijodu Schottky jiżdied minn 250 volt għal aktar minn 1,000 volt, iż-żona taċ-ċippa hija iżgħar, iżda l-kurrent huwa biss ftit għexieren ta 'amps. It-temperatura operattiva tiżdied għal 180 grad, li hija 'l bogħod mill-introduzzjoni ta' 600 grad. Il-waqgħa tal-vultaġġ hija saħansitra aktar mhux sodisfaċenti, mhix differenti mill-materjal tas-silikon, u l-waqgħa għolja tal-vultaġġ 'il quddiem trid tilħaq 2V.
2. Prezz tas-suq: madwar 5 sa 6 darbiet dak tal-manifattura tal-materjal tas-silikon.

4. X'inhuma d-diffikultajiet fl-iżvilupp tal-karbur tas-silikon (SiC ) apparati?Il-problema fl-iżvilupp ta 'apparati tal-karbur tas-silikon mhix id-disinn tal-prinċipju taċ-ċippa, speċjalment id-disinn tal-istruttura taċ-ċippa. Mhux diffiċli li ssolviha. Id-diffikultà tinsab fir-realizzazzjoni tal-proċess tal-manifattura tal-istruttura taċ-ċippa. Eżempji huma kif ġej: 1. Id-densità tad-difett tal-mikropipe tal-wejfers tal-karbur tas-silikon. 2. L-effiċjenza tal-proċess epitassjali hija baxxa. 3. Il-proċess tad-doping għandu rekwiżiti speċjali.

4. Produzzjoni ta 'kuntatt ohmiku. 5. Reżistenza għat-temperatura ta 'materjali ta' sostenn.

Dawn ta' hawn fuq huma biss ftit eżempji, mhux kollha. Għad hemm ħafna problemi ta 'proċess li m'għandhom l-ebda soluzzjonijiet ideali, bħall-proċess ta' qtugħ tal-wiċċ tas-semikondutturi tal-karbur tas-silikon, proċess ta 'passivazzjoni terminali, u l-impatt tal-istat tal-interface tas-saff tal-ossidu tal-bieb fuq l-istabbiltà fit-tul tal-apparat MOSFET tal-karbur tas-silikon. L-industrija għadha laħqet kunsens? Konklużjonijiet konsistenti, eċċ., Xekklu ħafna l-iżvilupp mgħaġġel ta 'apparat tal-qawwa tal-karbur tas-silikon.

5. Ħarsa ġenerali għall-iżvilupp tal-oqsma ta 'applikazzjoni prinċipali tal-karbur tas-silikon

Bħalissa, it-tielet ġenerazzjoni ta 'materjali semikondutturi qed tikkawża rivoluzzjoni fl-enerġija nadifa u ġenerazzjoni ġdida ta' teknoloġija tal-informazzjoni elettronika. Kemm jekk huwa dawl, apparat tad-dar, tagħmir elettroniku tal-konsumatur, vetturi tal-enerġija ġodda, grilji intelliġenti, jew provvisti militari, dawn is-semikondutturi ta 'prestazzjoni għolja huma Materjali huma fid-domanda kbira. Skont l-iżvilupp ta 'semikondutturi tat-tielet ġenerazzjoni, l-applikazzjonijiet ewlenin tagħha huma dwal tas-semikondutturi, apparat elettroniku tal-enerġija, lejżers u ditekters, u erba' oqsma oħra.
1. Dawl semikonduttur
Fost l-erba 'oqsma ta' applikazzjoni, l-industrija tad-dawl tas-semikondutturi żviluppat l-aktar mgħaġġla u ffurmat skala industrijali ta 'għexieren ta' biljuni ta 'dollari.
2. Apparat elettroniku tal-qawwa
Fil-qasam tal-elettronika tal-enerġija, l-applikazzjoni ta 'semikondutturi bandgap wiesgħa għadha kif bdiet, u d-daqs tas-suq huwa biss ftit mijiet ta' miljun dollaru Amerikan. L-applikazzjoni tagħha hija prinċipalment ikkonċentrata fil-qasam tat-tagħmir militari avvanzati u qed tespandi gradwalment għall-qasam ċivili.
3. Lejżers u ditekters
Fil-qasam tal-applikazzjonijiet tal-lejżer u tad-ditekter, lejżers ibbażati fuq GaN jistgħu jkopru firxa wiesgħa ta 'spettru u jirrealizzaw il-manifattura ta' lejżers blu, ħodor u ultravjola u skoperta ultravjola.
4. Applikazzjonijiet oħra
Fil-qasam tar-riċerka avvanzata, semikondutturi bandgap wiesgħa jistgħu jintużaw f'ċelloli solari, bijosensuri, midja tal-produzzjoni tal-idroġenu bbażata fuq l-ilma, u applikazzjonijiet oħra emerġenti. Bħalissa, dawn iż-żoni sħan għadhom fl-istadju ta 'riċerka u żvilupp tal-laboratorju.