SiC – Silisyum Karbür

Silisyum karbür, 1893 yılında taşlama tekerlekleri ve otomotiv frenleri için endüstriyel bir aşındırıcı olarak keşfedildi. 20. yüzyılın ortalarında, SiC levhalarının kullanım alanları LED teknolojisini de kapsayacak şekilde genişledi. O zamandan beri, avantajlı fiziksel özellikleri nedeniyle çok sayıda yarı iletken uygulamasına yayıldı. Bu özellikler, yarı iletken endüstrisi içinde ve dışında geniş kullanım alanlarında açıkça görülmektedir. Moore Yasası'nın sınırına ulaşmış gibi görünmesiyle, yarı iletken endüstrisindeki birçok şirket, silisyum karbürü geleceğin yarı iletken malzemesi olarak görüyor. SiC, birden fazla SiC polimorfu kullanılarak üretilebilir, ancak yarı iletken endüstrisinde çoğu alt tabaka 4H-SiC'dir ve SiC pazarının büyümesiyle 6H-SiC daha az yaygın hale gelmiştir. 4H- ve 6H-silisyum karbürden bahsederken, H kristal kafesin yapısını temsil eder. Sayı, kristal yapı içindeki atomların istifleme dizisini temsil eder; bu, aşağıdaki SVM yetenekleri tablosunda açıklanmıştır. Silisyum Karbürün Sertliğinin Avantajları Geleneksel silisyum alt tabakalara kıyasla silisyum karbür kullanmanın birçok avantajı vardır. Bu malzemenin en önemli avantajlarından biri sertliğidir. Bu, yüksek hız, yüksek sıcaklık ve/veya yüksek voltaj uygulamalarında malzemeye birçok avantaj sağlar. Silisyum karbür levhalar yüksek termal iletkenliğe sahiptir, yani ısıyı bir noktadan diğerine iyi bir şekilde aktarabilirler. Bu, elektriksel iletkenliğini ve nihayetinde SiC levhalara geçişin ortak hedeflerinden biri olan minyatürleştirmeyi iyileştirir. Termal Özellikler SiC alt tabakalar ayrıca düşük bir termal genleşme katsayısına sahiptir. Termal genleşme, bir malzemenin ısındıkça veya soğudukça genleşme veya büzülme miktarı ve yönüdür. En yaygın açıklama buz olsa da, çoğu metalin aksine davranır; soğudukça genleşir ve ısındıkça büzülür. Silisyum karbürün düşük termal genleşme katsayısı, ısındıkça veya soğudukça boyutunda veya şeklinde önemli bir değişiklik olmaması anlamına gelir; bu da onu küçük cihazlara sığdırmak ve tek bir çipe daha fazla transistör yerleştirmek için mükemmel kılar. Bu alt tabakaların bir diğer önemli avantajı, termal şoka karşı yüksek dirençleridir. Bu, kırılmadan veya çatlamadan hızla sıcaklık değişimlerine dayanabilme yetenekleri anlamına gelir. Bu, cihaz üretiminde açık bir avantaj yaratır, çünkü geleneksel silikonla karşılaştırıldığında silisyum karbürün ömrünü ve performansını artıran bir diğer dayanıklılık özelliğidir. Termal yeteneklerinin yanı sıra, çok dayanıklı bir alt tabakadır ve 800°C'ye kadar olan sıcaklıklarda asitler, alkaliler veya erimiş tuzlarla reaksiyona girmez. Bu, bu alt tabakalara uygulamalarında çok yönlülük kazandırır ve birçok uygulamada silikondan daha iyi performans gösterme yeteneklerini daha da artırır. Yüksek sıcaklıklardaki dayanıklılığı, 1600°C'nin üzerindeki sıcaklıklarda güvenli bir şekilde çalışmasına da olanak tanır. Bu da onu hemen hemen her yüksek sıcaklık uygulaması için uygun bir alt tabaka haline getirir.