Разница между пластиной SiC и спеченным карбидом кремния (SSiC)
Карбид кремния (SiC) — универсальный материал, используемый как в полупроводниковых приложениях, так и в износостойких компонентах. Однако между SiC-пластинами и спеченным карбидом кремния (SSiC) имеются существенные различия с точки зрения кристаллической структуры, электропроводности, производственных процессов и приложений. Ниже приведено подробное сравнение:
1. Применение материалов
Пластина SiC (пластина карбида кремния)
• Используется в полупроводниковой промышленности как полупроводниковый материал третьего поколения.
• Обычно применяется в силовой электронике, радиочастотных компонентах и высокотемпературных электронных устройствах.
• Необходим для SiC МОП-транзистор, SiC диодов Шоттки (СБД) и БТИЗ.
Спеченный карбид кремния (SSiC)
• В основном используется в машиностроении, химической и аэрокосмической промышленности.
• сделка по износостойким компонентам, уплотнительным кольцам, форсункам и теплообменникам.
2. Производственный процесс
Пластины SiC (производство полупроводников из карбида кремния)
• Производится методами физического переноса паров (ПВТ), химического осаждения из паровой фазы (ССЗ) или жидкофазной эпитаксии (ЛПЭ).
• Требует точной резки, полировки и эпитаксиального выращивания для соответствия стандартам полупроводникового класса.
Производство спеченного карбида кремния (SSiC)
• Изготовлено методом порошковой металлургии, при котором порошок SiC спекается при температуре более 2000°C в защитной атмосфере без внешнего давления.
• Процесс оптимизирован для износостойких компонентов, а не для полупроводниковых приложений.
3. Различия в микроструктуре
Пластина SiC
• Монокристаллическая структура (политипы 4H-SiC или 6H-SiC), обеспечивающая высокую подвижность электронов и низкую плотность дефектов.
• Идеально подходит для применения в силовой электронике и радиочастотных полупроводниках.
Спеченный карбид кремния (SSiC)
• Поликристаллическая структура, в которой зерна SiC связаны на границах кристаллов.
• Обладает высокой прочностью, но плохой электропроводностью, что делает его непригодным для использования в полупроводниковой промышленности.
4. Электрические и термические свойства
Пластина SiC (полупроводник из карбида кремния)
• Широкая запрещенная зона (~3,26 эВ), поддерживающая высоковольтные, высокотемпературные и высокочастотные силовые устройства.
• Превосходная электропроводность, необходимая для SiC МОП-транзистор, БТИЗ и высокоэффективной силовой электроники.
• Высокая теплопроводность (~490 Вт/м·К), обеспечивающая эффективное рассеивание тепла в силовых устройствах.
Свойства спеченного карбида кремния (SSiC)
• Превосходные изоляционные свойства с удельным электрическим сопротивлением ссшшш10¹² Ом·см, что делает его идеальным для непроводящих износостойких компонентов.
• Более низкая теплопроводность (120–200 Вт/м·К) по сравнению с монокристаллическим SiC, но все еще эффективна в высокотемпературных промышленных применениях.
5. Механические свойства
Пластина SiC
• Из-за своей монокристаллической структуры он хрупок и в основном используется в силовой электронике, а не в механических устройствах.
Спеченный карбид кремния (SSiC)
• Чрезвычайная твердость (твердость по Моосу ссшшш9.0), превосходная износостойкость и отличная коррозионная стойкость.
• Широко применяется в износостойких деталях, механических уплотнениях, подшипниках и высокопрочных деталях насосов.
6. Области применения
Пластины SiC (применение полупроводников из карбида кремния)
• Силовая электроника: SiC МОП-транзистор, диоды Шоттки (SiC СБД), БТИЗ
• Радиочастотные компоненты: используются в базовых станциях 5G и устройствах высокочастотной связи.
• Аэрокосмическая электроника и высокотемпературные датчики
Применение спеченного карбида кремния (SSiC):
• Механические уплотнения и подшипники
• Износостойкие компоненты, такие как форсунки, клапаны и детали насосов
• Высокотемпературные футеровки печей и теплообменники
• Коррозионностойкие компоненты для химической промышленности
• Основное различие между пластинами SiC и спеченным карбидом кремния (SSiC) заключается в их кристаллической структуре, электропроводности и областях применения.
Пластина SiC — это монокристаллический материал, используемый в полупроводниковой силовой электронике и радиочастотных устройствах.
Спеченный карбид кремния (SSiC) — поликристаллический материал, наилучшим образом подходящий для изготовления механических и износостойких компонентов.
Понимая эти различия, инженеры и предприятия могут выбрать правильный материал на основе карбида кремния для своих конкретных областей применения, будь то силовая электроника или износостойкие компоненты.
