在這篇博客中,我們將更仔細地研究SiC的耐用性,并研究這種耐用性對其許多不同的應用的重要性。
碳化硅(SiC)是一種陶瓷材料,出于半導體應用的目的,通常以單晶形式生長。其固有的材料特性,加上作為單晶生長,使其成為市場上最耐用的半導體材料之一。這種耐用性遠遠超出了其電氣性能。
物理耐久性
SiC的物理耐久性最好通過觀察其在電子以外的一些應用來證明:它用于砂紙,擠出模具,防彈背心板,高性能制動盤和火焰點火器。SiC會在物體上留下劃痕,而不是自己被劃傷。當用于高性能制動盤時,其在惡劣條件下的長期耐磨性將受到考驗。要用作防彈背心板,SiC需要很高的物理強度以及良好的沖擊強度。
SiC在火焰點火器中的使用表明它也可以承受極端溫度。當溫度達到2700°C左右時,SiC直接升華為氣相,這意味著它變成氣體。就上下文而言,鐵的熔點約為1500°C,因此為了使SiC組分改變相,其周圍的大多數金屬都已經熔化。SiC可以在會破壞硅(Si)的溫度下繼續工作。
化學和電氣耐久性
SiC以其化學惰性而聞名 - 即使暴露在高達800°C的極端溫度下,它也不會受到堿或熔鹽等非常腐蝕性的化學物質的攻擊。 由于其抗化學侵蝕性,SiC無腐蝕性,可以處理惡劣的工作環境,包括暴露于潮濕的空氣,鹽水和各種化學品。
由于SiC具有高能量帶隙,因此對電磁干擾和輻射的破壞性影響具有極強的抵抗力。與Si相比,SiC還可以處理更高水平的功率而不會損壞。
抗熱震性
承受熱沖擊的能力是SiC的另一個關鍵特性。當物體暴露在極端的溫度梯度下時(即,當物體的不同部分處于明顯不同的溫度時),就會發生熱沖擊。由于這種溫度梯度,這些不同部分的膨脹或收縮速率會有所不同。在脆性材料中,熱沖擊會導致斷裂,但SiC對這些影響具有很強的抵抗力。與大多數半導體材料相比,SiC的抗熱震性是高導熱性(單晶為350 W/m/K)和低熱膨脹的組合。
SiC的耐用性是SiC電子器件(例如MOSFET和肖特基二極管)用于HEV和EV等腐蝕性環境應用的原因之一。其物理、化學和電氣耐久性使其成為需要韌性和可靠性的半導體應用的絕佳材料。
審核編輯:郭婷
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