Silisiumkarbid (SiC) is in bysûndere ferbining dy't fûn wurdt yn sawol de healgeliederyndustry as yn avansearre keramyske produkten. Dit liedt faak ta betizing ûnder leken dy't se miskien foar itselde type produkt oannimme. Yn werklikheid, wylst SiC in identike gemyske gearstalling dielt, manifestearret it him as slijtvaste avansearre keramyk of heech-effisjinte healgelieders, en spylje folslein ferskillende rollen yn yndustriële tapassingen. Der besteane wichtige ferskillen tusken SiC-materialen fan keramykkwaliteit en healgeliederkwaliteit yn termen fan kristalstruktuer, produksjeprosessen, prestaasjekarakteristiken en tapassingsfjilden.
- Divergearjende suverheidseasken foar grûnstoffen
Keramyk SiC hat relatyf milde easken foar suverens foar syn poeierfoerstof. Typysk kinne kommersjele produkten mei 90%-98% suverens oan de measte tapassingsbehoeften foldwaan, hoewol heechprestaasjes strukturele keramyk in suverens fan 98%-99,5% fereaskje kin (bygelyks, reaksje-bonded SiC fereasket in kontroleare frije silisiumynhâld). It tolerearret bepaalde ûnreinheden en brûkt soms mei opsetsin sinterhulpmiddels lykas aluminiumokside (Al₂O₃) of yttriumokside (Y₂O₃) om de sinterprestaasjes te ferbetterjen, de sintertemperatueren te ferleegjen en de tichtheid fan it definitive produkt te ferheegjen.
SiC fan healgeleiderkwaliteit easke hast perfekte suverensnivo's. Ienkristal SiC fan substraatkwaliteit easke ≥99.9999% (6N) suverens, wêrby't guon high-end tapassingen 7N (99.99999%) suverens nedich binne. Epitaksiale lagen moatte ûnreinheidskonsintraasjes ûnder 10¹⁶ atomen/cm³ hâlde (benammen djippe ûnreinheden lykas B, Al en V foarkomme). Sels spoarûnreinheden lykas izer (Fe), aluminium (Al) of boor (B) kinne de elektryske eigenskippen slim beynfloedzje troch fersprieding fan dragers te feroarsaakjen, de sterkte fan it trochslachfjild te ferminderjen en úteinlik de prestaasjes en betrouberens fan it apparaat yn gefaar te bringen, wêrtroch strange ûnreinheidskontrôle nedich is.
Silisiumkarbid healgeleidermateriaal
- Underskate kristalstrukturen en kwaliteit
Keramyske SiC bestiet benammen as polykristallijn poeier of sintere lichems gearstald út tal fan willekeurich oriïntearre SiC-mikrokristallen. It materiaal kin meardere polytypen befetsje (bygelyks α-SiC, β-SiC) sûnder strange kontrôle oer spesifike polytypen, mei klam ynstee op 'e algemiene materiaaltichtens en uniformiteit. De ynterne struktuer hat oerfloedige nôtgrinzen en mikroskopyske poaren, en kin sinterhulpmiddels befetsje (bygelyks Al₂O₃, Y₂O₃).
SiC fan healgeleiderkwaliteit moat ienkristalsubstraten of epitaksiale lagen wêze mei heechoardere kristalstrukturen. It fereasket spesifike polytypen dy't krigen binne troch presyzjekristalgroeitechniken (bygelyks 4H-SiC, 6H-SiC). Elektryske eigenskippen lykas elektronmobiliteit en bandgap binne ekstreem gefoelich foar polytypeseleksje, wêrtroch strange kontrôle nedich is. Op it stuit domineart 4H-SiC de merk fanwegen syn superieure elektryske eigenskippen, ynklusyf hege dragermobiliteit en trochslachfjildsterkte, wêrtroch it ideaal is foar stroomfoarsjenningsapparaten.
- Fergeliking fan proseskompleksiteit
Keramyske SiC brûkt relatyf ienfâldige produksjeprosessen (poeier tarieding → foarmjen → sinterjen), analooch oan "stienmeitsjen". It proses omfettet:
- Mingjen fan SiC-poeier fan kommersjele kwaliteit (meastal mikrongrutte) mei bindmiddels
- Formearjen troch persen
- Sintering by hege temperatuer (1600-2200 °C) om ferdichting te berikken troch dieltsjediffúzje
De measte tapassingen kinne tefreden wêze mei in tichtheid fan >90%. It hiele proses fereasket gjin krekte kristalgroeikontrôle, mar rjochtet him ynstee op it foarmjen en sinterjen fan konsistinsje. Foardielen omfetsje prosesfleksibiliteit foar komplekse foarmen, hoewol mei relatyf legere easken foar suverens.
SiC fan healgeleiderkwaliteit omfettet folle kompleksere prosessen (tarieding fan poeier mei hege suverens → groei fan ien kristal substraat → epitaksiale waferôfsetting → apparaatfabrikaasje). Wichtige stappen omfetsje:
- Substraat tarieding primêr fia fysike damptransport (PVT) metoade
- Sublimaasje fan SiC-poeier ûnder ekstreme omstannichheden (2200-2400 °C, heech fakuüm)
- Krekte kontrôle fan temperatuergradiënten (±1 °C) en drukparameters
- Epitaksiale laachgroei fia gemyske dampôfsetting (CVD) om unifoarm dikke, dopearre lagen te meitsjen (meastal ferskate oant tsientallen mikrons)
It hiele proses fereasket ultra-skjinne omjouwings (bygelyks, skjinne keamers fan klasse 10) om fersmoarging te foarkommen. Skaaimerken omfetsje ekstreme prosespresyzje, dy't kontrôle fereasket oer termyske fjilden en gasstreamsnelheden, mei strange easken foar sawol suverens fan grûnstoffen (>99.9999%) as ferfining fan apparatuer.
- Wichtige kostenferskillen en merkoriïntaasjes
Eigenskippen fan keramyk SiC:
- Rau materiaal: Kommersjeel-klasse poeier
- Relatyf ienfâldige prosessen
- Lege kosten: Tûzenen oant tsientûzenen RMB per ton
- Brede tapassingen: Skuurmiddels, refraktoryske materialen en oare kostengefoelige yndustryen
Eigenskippen fan SiC fan healgeleiderkwaliteit:
- Lange substraatgroeisyklusen
- Útdaagjende defektkontrôle
- Lege opbringsttariven
- Hege kosten: Tûzenen USD per 6-inch substraat
- Fokusmerken: Hege prestaasjes elektroanika lykas stroomfoarsjenningsapparaten en RF-komponinten
Mei de rappe ûntwikkeling fan nije enerzjyauto's en 5G-kommunikaasje groeit de fraach op 'e merk eksponentiell.
- Differinsjearre applikaasjescenario's
Keramyske SiC tsjinnet as it "yndustriële wurkhynder" benammen foar strukturele tapassingen. Troch syn poerbêste meganyske eigenskippen (hege hurdens, slijtvastheid) en termyske eigenskippen (hege temperatuerbestindigens, oksidaasjebestindigens) te brûken, blinkt it út yn:
- Skuurmiddels (slypskiven, skuurpapier)
- Refraktêre materialen (ovenbekleding foar hege temperatueren)
- Slijtage-/korrosjebestindige ûnderdielen (pomplichems, piipbekledingen)
Silisiumkarbid keramyske strukturele komponinten
SiC fan healgeleiderkwaliteit prestearret as de "elektroanyske elite", en brûkt syn healgeleider-eigenskippen mei brede bângap om unike foardielen yn elektroanyske apparaten te demonstrearjen:
- Stromapparaten: EV-omvormers, netconverters (ferbetterjen fan stroomkonverzje-effisjinsje)
- RF-apparaten: 5G-basisstasjons, radarsystemen (wat hegere wurkfrekwinsjes mooglik makket)
- Opto-elektroanika: Substraatmateriaal foar blauwe LED's
200-millimeter SiC epitaksiale wafer
| Diminsje | Keramyk-klasse SiC | SiC fan healgeleiderkwaliteit |
| Kristalstruktuer | Polykristallijn, meardere polytypen | Ienkristal, strang selektearre polytypen |
| Prosesfokus | Ferdichting en foarmkontrôle | Kristalkwaliteit en kontrôle fan elektryske eigenskippen |
| Prestaasjeprioriteit | Mechanyske sterkte, korrosjebestriding, termyske stabiliteit | Elektryske eigenskippen (bandgap, trochbraakfjild, ensfh.) |
| Applikaasjescenario's | Strukturele komponinten, wearbestindige ûnderdielen, komponinten foar hege temperatuer | Apparaten mei hege krêft, apparaten mei hege frekwinsje, opto-elektronyske apparaten |
| Kostendriuwers | Prosesfleksibiliteit, kosten fan grûnstoffen | Kristalgroeisnelheid, apparatuerpresyzje, suverens fan rau materiaal |
Gearfetsjend komt it fûnemintele ferskil fuort út harren ûnderskate funksjonele doelen: SiC fan keramykkwaliteit brûkt "foarm (struktuer)", wylst SiC fan healgeliederkwaliteit "eigenskippen (elektrysk)" brûkt. De earste stribbet nei kosten-effektive meganyske/termyske prestaasjes, wylst de lêste it hichtepunt fan materiaaltariedingstechnology fertsjintwurdiget as heechsuver, ienkristal funksjoneel materiaal. Hoewol se deselde gemyske oarsprong diele, litte SiC fan keramykkwaliteit en healgeliederkwaliteit dúdlike ferskillen sjen yn suverens, kristalstruktuer en produksjeprosessen - dochs leverje beide wichtige bydragen oan yndustriële produksje en technologyske foarútgong yn har respektive domeinen.
XKH is in hightechbedriuw spesjalisearre yn 'e R&D en produksje fan silisiumkarbide (SiC) materialen, en biedt oanpaste ûntwikkeling, presyzjebewerking en oerflakbehanneling tsjinsten, fariearjend fan SiC-keramyk mei hege suverens oant SiC-kristallen fan healgeliederkwaliteit. Mei help fan avansearre tariedingstechnologyen en yntelliginte produksjelinen leveret XKH SiC-produkten en oplossingen mei ynstelbere prestaasjes (90%-7N suverens) en struktuerkontroleare (polykristallijne/single-kristallijne) foar kliïnten yn healgelieders, nije enerzjy, loftfeart en oare foarútstribjende fjilden. Us produkten fine wiidweidige tapassingen yn healgeliederapparatuer, elektryske auto's, 5G-kommunikaasje en relatearre yndustryen.
De folgjende binne silisiumkarbide keramyske apparaten produsearre troch XKH.
Pleatsingstiid: 30 july 2025