1. Кремний карбидының төп үзенчәлекләре һәм кристаллографик төрлелеге
1.1 Атом структурасы һәм политипик эчтәлек
(Кремний карбид порошогы)
Кремний карбид (SiC) is a binary substance made up of silicon and carbon atoms set up in an extremely steady covalent latticework, identified by its extraordinary hardness, җылылык үткәрүчәнлеге, һәм санлы торак үзлекләре.
Unlike conventional semiconductors such as silicon or germanium, SiC does not exist in a single crystal structure however manifests in over 250 distinctive polytypes– crystalline types that differ in the piling sequence of silicon-carbon bilayers along the c-axis.
The most highly relevant polytypes consist of 3C-SiC (куб, zincblende framework), 4H-SiC, һәм 6H-SiC (алты почмаклы), each showing subtly various digital and thermal attributes.
Among these, 4H-SiC is especially preferred for high-power and high-frequency digital gadgets as a result of its higher electron flexibility and lower on-resistance contrasted to various other polytypes.
The strong covalent bonding– comprising about 88% ковалент һәм 12% ион шәхесе– искиткеч механик катгыйлык тәэмин итә, химик инерция, һәм нурланыш зыянына каршы тору, SiC-ны экстремаль шартларда процедурага туры китерү.
1.2 Электрон һәм җылылык сыйфатлары
SiC-ның электрон өстенлеге аның киң полосасыннан килеп чыга, арасында 2.3 eV (3C-SiC) to 3.3 eV (4H-SiC), кремнийныкыннан зуррак 1.1 eV.
Бу зур тасма SiC гаджетларына күпкә югарырак температурада эшләргә мөмкинлек бирә– кадәр 600 ° C.– җайланманы тулыландыручы провайдер буынысыз, кремнийга нигезләнгән электрон җайланмаларда мөһим чикләү.
Моннан тыш, SiC бик мөһим электр кыры көченә ия (~ 3 MV / см), кремнийның якынча ун тапкыр, Нечкә дрифт катламнарын булдыру һәм электр җайланмаларындагы көчәнешләрне өзү.
Аның җылылык үткәрүчәнлеге (~ 3.7– 4.9 W / cm · K 4H-SiC өчен) бакырныкыннан өстен, эффектив җылылык таратуда булышу һәм югары көчле кушымталарда катлаулы суыту системасына таләпне киметү.
Electгары туендыру электрон тизлеге белән кертелгән (~ 2 × 10 ⁷ см / с), бу биналар SiC нигезендәге транзисторлар һәм диодлар тизрәк үзгәрергә мөмкинлек бирә, югарырак көчәнеш белән эш итегез, һәм кремний коллегаларына караганда яхшырак энергия күрсәткечләре белән эш итәләр.
Бу сыйфатлар SiCны киләсе буын электр электроникасы өчен нигез материалы итеп урнаштыралар, аеруча электр автомобильләрендә, яңартыла торган энергия системалары, һәм аэрокосмик технологияләр.
( Кремний карбид порошогы)
2. Синтез һәм югары сыйфатлы кремний карбид кристаллары төзелеше
2.1 Физик парны ташу аша массалы кристалл үсеше
Highгары чисталык җитештерү, Бер кристалл SiC аның техник урнашуының иң катлаулы яклары арасында, күбесенчә аның югары сублимация температурасы аркасында (~ 2700 ° C. )һәм катлаулы политип контроле.
Күпчелек үсеш өчен алдынгы техника - физик парларны ташу (ПВТ) стратегиясе, өстәмә рәвештә үзгәртелгән Lely ысулы дип атала, анда югары чисталыклы SiC порошогы аргон атмосферасында температурадан артып китә 2200 ° C һәм орлык кристаллына яңадан урнаштырыла.
Температура кырларында төгәл контроль, газ әйләнеше, һәм басым микропипалар кебек кимчелекләрне киметү өчен мөһим, дислокацияләр, һәм җайланманың эффективлыгын киметүче политип өстәмәләр.
Алга китешләргә карамастан, SiC кристалларының үсеш темплары әкрен бара– гадәттә 0.1 to 0.3 мм / с– кремний ингот җитештерү белән чагыштырганда, процесс энергияне күп һәм кыйммәткә китерә.
Даими тикшеренүләр орлык ориентациясен көчәйтүгә юнәлтелгән, допинг гармониясе, һәм кристаллның югары сыйфатын һәм масштаблылыгын арттыру өчен бик мөһим макет.
2.2 Эпитаксиаль катламны урнаштыру һәм җайланмага әзер субстратумнар
Санлы җайланма ясау өчен, SiC-ның нечкә эпитаксиаль катламы күпчелек субстратумда химик пар парламенты ярдәмендә киңәйтелә (CVD), гадәттә силан куллану (SiH ₄) һәм lp (C ₃ H Сигезенче) водород тирәсендә алгы планда.
Бу эпитаксиаль катлам төгәл тыгызлык контролен күрсәтергә тиеш, кимчелек тыгызлыгын киметү, һәм махсус допинг (n тибындагы азот белән яки p типтагы җиңел авырлыктагы алюминий белән) MOSFET һәм Шоттки диодлары кебек энергия гаджетларының энергияле төбәкләрен булдыру.
Субстратум белән эпитаксиаль катлам арасындагы тигезсезлек, җылылык үсеш аермаларыннан кабатланучы стресс белән бергә, коралның ышанычлылыгына йогынты ясаучы ватыкларны һәм винталарны урнаштырырга мөмкин.
Алга киткән күзәтү һәм процесс оптимизациясе җитешсезлек тыгызлыгын сизелерлек киметте, Озын оператив гомер озынлыгы булган югары җитештерүчән SiC гаджетларын бизнес җитештерү мөмкинлеген бирә.
Моннан тыш, кремнийга туры килгән эшкәртү ысулларын алга җибәрү– бөтенләй коры эфир кебек, ион имплантациясе, һәм югары температурада оксидлашу– булган ярымүткәргеч җитештерү линияләренә кушылырга булышты.
3. Электрон җайланмаларда һәм энергия чишелешендә кушымталар
3.1 Effгары эффективлык көчен үзгәртү һәм электр хәрәкәте
Кремний карбид хәзерге заман электрон җайланмаларында төп материал булып китте, монда бик аз югалтулар белән югары ешлыкларда күчү мөмкинлеге кечерәк зурлыкка тәрҗемә ителә, җиңелрәк, һәм өстәмә ышанычлы системалар.
Электр машиналарында (ЕВлар), SiC нигезендәге инвертерлар DC батарея көчен электр моторы өчен кондиционерга әйләндерәләр, ешлыкларда йөгерү 100 кГц– кремнийга нигезләнгән инвертерларга караганда кискенрәк– индуктивлык кәтүге һәм конденсатор кебек пассив өлешләрнең күләмен киметү.
Бу көч калынлыгын арттыруга китерә, киңәйтелгән машина йөртү төре, һәм җылылык белән идарә итүне көчәйттеләр, EV стилендәге мөһим киртәләргә турыдан-туры катнашу.
Мөһим автомобиль җитештерүчеләре һәм провайдерлары SiC MOSFET-ларын үзләренең машина йөртү системаларында алдылар, 5 финанс энергиясен экономияләүгә ирешү– 10% кремнийга нигезләнгән вариантлардан аермалы.
Шулай ук, борттагы зарядлагычларда һәм DC-DC конвертерларында, SiC гаджетлары тизрәк зарядка ясарга һәм югарырак эшләргә мөмкинлек бирә, дәвамлы транспортка күчүне тизләтү.
3.2 Яңартыла торган ресурс һәм челтәр челтәре
Фотовольтада (ПВ) кояш инвертерлары, SiC энергия компонентлары күчү һәм үткәрү югалтуларын киметеп конверсия эшләрен көчәйтәләр, аеруча кояш энергиясе җитештерүдә киң таралган тонна проблемалар астында.
Бу көчәйтү кояш көйләүләренең гомуми энергия кайтуын күтәрә һәм суыту таләпләрен киметә, система бәяләрен киметү һәм ышанычлылыгын арттыру.
Windил генераторларында, SiC нигезендәге конвертерлар генераторларның үзгәрүчән ешлык нәтиҗәләре белән күпкә эффективрак эш итәләр, яхшырак челтәр комбинациясе һәм көчнең югары сыйфаты.
Pastткән буын, SiC булган югары вольтлы туры урнаштырылган (HVDC) тапшыру системалары һәм каты дәүләт трансформаторлары, монда аның югары эшләмәгән көчәнеше һәм җылылык куркынычсызлыгы компакт, ераклыктагы минималь югалтулар белән югары сыйдырышлы энергия бүлү.
Бу алга китеш электр челтәрләрен яхшырту һәм таралган һәм вакытлыча экологик чиста ресурсларның киңәю өлешен урнаштыру өчен бик мөһим..
4. Экстремаль-әйләнә-тирә мохит һәм квант технологияләрендә барлыкка килүче рольләр
4.1 Экстремаль проблемаларда эшләү: Аэрокосмос, Атом, һәм тирән кое кушымталары
SiC ныклыгы үткән электрониканы стандарт продуктлар эшләмәгән атмосферага озайта.
Аэрокосмик һәм саклау системаларында, SiC сенсорлары һәм электрон җайланмалар югары температурада төгәл эшли, реактив двигательләр янында югары нурланыш шартлары, йөк машиналары, һәм бүлмә зоналары.
Аның нурланыш ныклыгы аны атом электр станциясен күзәтү һәм спутник электрон җайланмалары өчен оптималь итә, монда ионлаштыручы нурланыш кремний җайланмаларын зәгыйфьләндерергә мөмкин.
Нефть һәм газ базарында, SiC нигезендәге сизү җайланмалары түбән бораулау җайланмаларында температураның дәрәҗәсенә чыгу өчен кулланыла 300 ° C һәм коррозив химик мохит, яхшырту эшләрен яхшырту өчен реаль вакыттагы мәгълүмат сатып алу мөмкинлеге.
Бу кушымталар механик астында архитектур намусны һәм электр функциясен саклап калу өчен SiC мөмкинлеген арттыра, җылылык, һәм химик стресс һәм борчылу.
4.2 Фотоника һәм квант сенсор операция системаларына комбинация
Classicткән классик электрон җайланмалар, SiC оптик актив фактор җитешсезлекләренең күренүчәнлеге аркасында квант технологияләре өчен дәртләндерүче система буларак барлыкка килә– диваканслар һәм кремний вакансияләре кебек– спинга бәйле фотолуминценсны күрсәтә.
Бу кимчелекләрне бүлмә температурасы дәрәҗәсендә көйләргә мөмкин, квант битләре ролен үти (кубитлар) яки квантның үзара бәйләнеше һәм алу өчен бер фотонлы эмитерлар.
Киң тасма һәм түбән хезмәт күрсәтүче провайдер фокусы озын әйләнү вакытын тәэмин итә, квант мәгълүматларын эшкәртү өчен кирәк.
Моннан тыш, SiC микрофабрикат стратегиясе белән туры килә, квант эмитерларын фотоник схемаларга һәм резонаторларга интеграцияләргә мөмкинлек бирә.
Бу квант мөмкинлеге һәм коммерция масштаблылыгы SiC фундаменталь квант фәне һәм файдалы җайланма инженериясе арасындагы киңлекне күперүче махсус продукт буларак..
Йомгаклап, кремний карбид ярымүткәргеч заманча технологиянең стандарт үзгәрүен аңлата, көч эффективлыгында тигез булмаган эш куллану, җылылык белән идарә итү, һәм экологик ныклык.
Яшел энергия системалары өчен космоста һәм квант дөньясында эзләнүләрне дәвам итүгә кадәр, SiC мөмкин булган чикләрне яңадан билгеләү өчен кала.
Сатучы
РБОШКО - ышанычлы глобаль химик материал белән тәэмин итүче & җитештерүче 12 супер югары сыйфатлы химикатлар һәм Наноматериаллар белән тәэмин итү буенча еллык тәҗрибә. Компания күп илләргә экспортлый, АКШ кебек, Канада, Европа, Берләшкән Гарәп Әмирлекләре, Көньяк Африка, Танзания, Кения, Мисыр, Нигерия, Камерун, Уганда, Төркия, Мексика, Азәрбайҗан, Бельгия, Кипр, Чехия, Бразилия, Чили, Аргентина, Дубай, Япония, Корея, Вьетнам, Тайланд, Малайзия, Индонезия, Австралия,Германия, Франция, Италия, Португалия һ.б.. Әйдәп баручы нанотехнология җитештерүче буларак, РБОШКО базарда өстенлек итә. Безнең профессиональ эш коллективы төрле тармакларның эффективлыгын күтәрү өчен камил карарлар тәкъдим итә, кыйммәт булдыру, һәм төрле авырлыкларны җиңел генә җиңеп чыга. Эзлисез икән кушылма, зинһар, электрон почтага җибәрегез: [email protected]
Теги: кремний карбид,кремний карбид мосфеты,Mosfet sic
Барлык мәкаләләр дә, рәсемнәр дә Интернеттан. Әгәр дә авторлык проблемалары булса, бетерү өчен зинһар, безнең белән элемтәгә керегез.
Безне сора