Skildu fyrra líf kísilkarbíðs!

Kísilkarbíð (SiC) er brætt við háan hita í viðnámsofni með kvarssandi, jarðolíukoki (eða kolakók) og viðarflísum sem hráefni. Kísilkarbíð er einnig til í náttúrunni sem sjaldgæft steinefni, moissanite. Kísilkarbíð er einnig kallað moissanite. Meðal nútíma óoxíðs hátækni eldföstra hráefna eins og C, N og B er kísilkarbíð það sem er mest notað og hagkvæmt. Það má kalla það smerilsand eða eldfastan sand.

1. Fortíð og nútíð líf kísilkarbíðs
Vegna stöðugra efnafræðilegra eiginleika þess, mikillar varmaleiðni, lítillar varmaþenslustuðulls og góðrar slitþols, hefur kísilkarbíð marga aðra notkun fyrir utan að vera notaður sem slípiefni, svo sem að húða kísilkarbíðduft með sérstöku ferli á innri vegg glersins. túrbínuhjól eða strokkablokk, það getur bætt slitþol þess og lengt endingartíma þess um 1 til 2 sinnum; háþróaða eldföst efni úr því er hitalostþolið, lítið í stærð, létt að þyngd, hár í styrk og hefur góð orkusparandi áhrif. Lággæða kísilkarbíð (sem inniheldur um 85% SiC) er frábært afoxunarefni. Það getur flýtt fyrir stálframleiðslu, auðveldað stjórn á efnasamsetningu og bætt gæði stáls. Að auki er kísilkarbíð einnig mikið notað í framleiðslu á kísilkarbíðstöngum fyrir rafmagns hitaeiningar.
Kísilkarbíð er mjög hart, með Mohs hörku upp á 9,5, næst á eftir harðasta demanti heims (stig 10). Það hefur framúrskarandi hitaleiðni, er hálfleiðari og getur staðist oxun við háan hita.

2. Hagstæðir eiginleikar kísilkarbíðtækja
Kísilkarbíð (SiC) er sem stendur þroskaðasta hálfleiðaraefnið með breitt bandbil. Lönd um allan heim leggja mikla áherslu á rannsóknir á SiC og hafa lagt mikið af mannafla og efni í virka þróun. Bandaríkin, Evrópa, Japan o.s.frv. eru ekki aðeins Samsvarandi rannsóknaráætlanir hafa verið mótaðar á landsvísu, og sumir alþjóðlegir rafeindatæknirisar hafa einnig fjárfest mikið í þróun kísilkarbíð hálfleiðaratækja.
Í samanburði við venjulegt sílikon hafa íhlutir sem nota kísilkarbíð eftirfarandi eiginleika:

Háspennueiginleikar:
Kísilkarbíðtæki eru 10 sinnum spennuviðnám jafngildra kísiltækja.
Spennaviðnám Schottky kísilkarbíðröra getur náð 2400V.
Kísilkarbíð sviðsverkunarrör þola tugþúsundir volta spennu og viðnám þeirra er ekki mjög stórt.

Hátíðni einkenni:

Háhitaeiginleikar:
Í dag, þegar Si-efni eru nálægt fræðilegum frammistöðumörkum, hafa SiC-afltæki alltaf verið álitin "tilvalin tæki" og er mikil eftirvænting vegna þeirra vegna mikillar þolspennu, lágs taps, mikillar skilvirkni og annarra eiginleika. Hins vegar, samanborið við fyrri Si-efnistæki, mun jafnvægið á milli frammistöðu og kostnaðar SiC-afltækja og eftirspurnar þeirra eftir hátækni verða lykillinn að því hvort SiC-afltæki geti sannarlega orðið vinsæl.

Sem stendur eru kísilkarbíðtæki með lága afl komin inn í hagnýtt framleiðslustig tækisins frá rannsóknarstofunni. Sem stendur er verð á kísilkarbíðþynnum enn tiltölulega hátt og þeir hafa einnig marga galla. Með stöðugum rannsóknum og þróun er búist við því að kísilkarbíðtæki verði ráðandi á markaðnum fyrir raforkutæki um 2010. En svo er ekki.

3. Hver er núverandi þróunarstaða kísilkarbíðtækja?
1. Tæknilegar breytur: Til dæmis eykst Schottky díóða spennan úr 250 volt í meira en 1,000 volt, flísflatarmálið er minna, en straumurinn er aðeins nokkrir tugir ampera. Rekstrarhitastigið er hækkað í 180 gráður, sem er langt frá því að vera 600 gráður. Spennufallið er enn ófullnægjandi, það er ekkert frábrugðið kísilefni og hátt framspennufall verður að ná 2V.
2. Markaðsverð: um það bil 5 til 6 sinnum hærra en kísilefnisframleiðsla.

4. Hverjir eru erfiðleikarnir við þróun kísilkarbíðs (SiC) tæki?Vandamálið við þróun kísilkarbíðtækja er ekki meginhönnun flísarinnar, sérstaklega hönnun flísar. Það er ekki erfitt að leysa það. Erfiðleikarnir liggja í því að átta sig á framleiðsluferli flísbyggingarinnar. Dæmi eru sem hér segir: 1. Örpípugallaþéttleiki kísilkarbíðskífa. 2. Skilvirkni epitaxial ferlisins er lítil. 3. Lyfjaferlið hefur sérstakar kröfur.

4. Framleiðsla á óómískri snertingu. 5. Hitaþol stoðefna.

Ofangreind eru aðeins nokkur dæmi, ekki öll. Það eru enn mörg ferlivandamál sem hafa engar hugsjónalausnir, svo sem yfirborðsskurðarferli kísilkarbíðs hálfleiðara, lokunaraðgerðarferli og áhrif viðmótsástands hliðoxíðlagsins á langtímastöðugleika kísilkarbíð MOSFET tækja. Hefur iðnaðurinn enn náð samstöðu? Samræmdar ályktanir o.s.frv., hafa mjög hindrað hraða þróun kísilkarbíðrafltækja.

5. Þróunaryfirlit yfir helstu notkunarsvið kísilkarbíðs

Eins og er er þriðja kynslóð hálfleiðaraefna að valda byltingu í hreinni orku og nýrri kynslóð rafrænnar upplýsingatækni. Hvort sem það er lýsing, heimilistæki, rafeindabúnaður fyrir neytendur, ný orkutæki, snjallnet eða hergögn, þá eru þessi afkastamiklu hálfleiðarar eftirspurn eftir efni. Samkvæmt þróun þriðju kynslóðar hálfleiðara eru helstu notkun þess hálfleiðaralýsing, rafeindabúnaður, leysir og skynjarar og fjögur önnur svið.
1. Hálfleiðara lýsing
Meðal fjögurra notkunarsviða hefur hálfleiðaraljósaiðnaðurinn þróast hraðast og hefur myndað iðnaðarskala upp á tugi milljarða dollara.
2. Power rafeindatæki
Á sviði rafeindatækni er nýhafið að beita breiðum bandgap hálfleiðurum og markaðsstærðin er aðeins nokkur hundruð milljónir Bandaríkjadala. Notkun þess er aðallega einbeitt á sviði hernaðarframkvæmdabúnaðar og stækkar smám saman til borgaralegra sviða.
3. Lasarar og skynjarar
Á sviði leysi- og skynjaranotkunar geta GaN-undirstaða leysir náð yfir breitt litrófssvið og gert sér grein fyrir framleiðslu á bláum, grænum og útfjólubláum leysum og útfjólubláum uppgötvun.
4. Aðrar umsóknir
Á sviði háþróaðra rannsókna er hægt að nota hálfleiðara með breitt bandbil í sólarsellum, lífskynjara, vatnsbundnum vetnisframleiðslumiðlum og öðrum nýjum forritum. Eins og er eru þessi heitu svæði enn á rannsóknar- og þróunarstigi rannsóknarstofu.