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碳化硅 SiC
碳化硅(SiC)是一种独特的半导体材料,具有一些优异的物理特性,它以其单晶结构,独特的性能优势,广泛的应用以及广阔的发展前景受到广泛的关注。
在结构上,碳化硅单晶主要有多种晶体多形性,包括3C-SiC、4H-SiC、6H-SiC等,这些不同的晶体结构都有各自独特的性能。其中,4H-SiC和6H-SiC以其优秀的电子性能和较高的热导率被广泛应用。
碳化硅的性能优势主要包括宽的禁带宽度、高的电子迁移率、强的热稳定性、良好的化学稳定性和优秀的热导性。其中,宽禁带使得SiC具有高的电子穿透能力,有利于在高温、高压、高频等恶劣环境下运行。高电子迁移率和热导性使得SiC有着很好的开关性能和散热性能。
碳化硅的应用领域非常广泛,包括电力电子、光电子、高温电子、汽车电子等。例如,SiC可以作为功率器件的基础材料,用于电力转换和调控,大大提高了能效。在光电子领域,SiC因其能够承受极端环境的能力而被用于制作太阳能电池。此外,SiC也被广泛应用于电动汽车和混合动力汽车的功率转换系统,带来了显著的能效提升。
碳化硅的发展前景非常广阔。随着技术的不断发展,SiC的生产成本正在逐步降低,使其更广泛地应用于各种领域。而在新能源汽车、风电、太阳能发电等新兴领域,碳化硅的应用也会得到更广泛的开展。同时,随着电力电子设备对效能的更高要求,SiC的优异性能使其在这些领域的应用有着巨大的潜力。总的来说,碳化硅作为一种优秀的半导体材料,将在未来有着更广泛和深入的应用。
二面体科技提供多种规格订制的高质量SiC晶体材料
应用
• 电力电子设备:由于SiC的高温、高电压特性,它在电力电子设备中被广泛应用,如电力变换器、高频开关电源、充电设备等。
• 汽车电子设备:SiC在电动汽车的功率电子转换器、车载充电器等设备中有广泛的应用,可以提高能效并降低体积。
• 光伏设备:SiC材料在光伏设备中被用作逆变器,可以提高系统的转换效率和稳定性。
• 射频设备:由于SiC的高频特性,它在射频功率放大器和微波设备中有广泛应用。
• LED灯:SiC单晶可作为蓝色LED灯的衬底材料,以提高LED灯的效率和寿命。
• 热电装置:SiC的高热导率和电绝缘性能使得其在热电设备中有很大的应用潜力。
• 耐磨材料:由于SiC的高硬度,它经常被用作耐磨材料,如砂纸、磨具等。
特点
• 高温稳定性:碳化硅具有非常高的熔点(约2730℃),在高温环境下保持稳定性,适合用于高温应用。
• 高硬度:碳化硅是世界上已知硬度仅次于金刚石和立方氮化硼的硬质材料,因此在磨削和切割等工具上有重要应用。
• 耐磨性:除了高硬度,碳化硅也具有良好的耐磨性,使得它在各种需要耐磨的应用中都有广泛用途。
• 出色的热导性:碳化硅的热导率很高,这使得它在需要快速散热的电子设备和其他设备中都有优势。
• 耐化学侵蚀:碳化硅对大多数化学试剂都有较好的抗腐蚀性,使其在各种恶劣环境中仍能保持性能。
• 优良的半导体特性:碳化硅的能隙宽度较大,适合用于高电压和高温环境下的功率电子设备。
• 低热膨胀系数:碳化硅的热膨胀系数相对较低,使得它在温度变化时,尺寸变化不大,有利于保持设备的稳定性。
• 高强度:碳化硅是一种高强度材料,可在各种高压环境中工作,非常适合用于高压设备和组件。
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生长方法
籽晶升华法 ,PVT(物理气相传输)
晶体结构
六方
晶格常数
a=3.08 Å c=15.08 Å
排列次序
ABCACB
方向
生长轴或 偏<0001>3.5 º
带隙
2.93 eV (间接)
硬度
9.2(mohs)
热传导@300K
5 W/ cm.k
介电常数
e(11)=e(22)=9.66 e(33)=10.33
尺寸
10x3,10x5,10x10,15x15,,20x15,20x20,
dia2”, 15 x 15 mm,10x10mm等
厚度
0.5mm,1.0mm
抛光
单面或双面
晶向
<001>±0.5º
晶面定向精度:
±0.5°
边缘定向精度:
2°(特殊要求可达1°以内)
斜切晶片
可按特定需求,加工边缘取向的晶面按特定角度倾斜(倾斜角1°-45°)的晶片
Ra:
≤5Å(5µm×5µm)
包装
100级洁净袋,1000级超净室