탄화규소의 과거 생활을 이해하세요!

탄화규소(SiC)는 석영사, 석유 코크스(또는 석탄 코크스), 우드칩을 원료로 하여 저항로에서 고온으로 제련됩니다. 탄화규소는 희귀 광물인 모아사나이트(moissanite)로도 자연에 존재합니다. 탄화규소는 모아사나이트(moissanite)라고도 합니다. C, N, B와 같은 현대의 비산화물 첨단 내화 원료 중에서 탄화 규소가 가장 널리 사용되고 경제적입니다. 에머리 모래 또는 내화 모래라고 부를 수 있습니다.

1. 탄화규소의 과거와 현재의 생활
안정된 화학적 성질, 높은 열전도율, 작은 열팽창 계수 및 우수한 내마모성으로 인해 탄화 규소는 연마재로 사용되는 것 외에도 탄화 규소 분말을 특수 공정으로 코팅하는 등 다양한 용도로 사용됩니다. 터빈 임펠러 또는 실린더 블록을 사용하면 내마모성을 향상시키고 서비스 수명을 1~2배 연장할 수 있습니다. 그것으로 만든 고급 내화물은 열 충격에 강하고 크기가 작고 무게가 가볍고 강도가 높으며 에너지 절약 효과가 좋습니다. 저등급 탄화규소(SiC 약 85% 함유)는 탁월한 탈산제입니다. 제강 속도를 높이고 화학 성분 제어를 용이하게 하며 철강 품질을 향상시킬 수 있습니다. 또한, 탄화규소는 전기 발열체용 탄화규소 막대 생산에도 널리 사용됩니다.
탄화규소는 모스 경도가 9.5로 매우 단단하며, 이는 세계에서 가장 단단한 다이아몬드(레벨 10)에 이어 두 번째입니다. 열전도율이 우수하고 반도체이며 고온에서 산화에 저항할 수 있습니다.

2. 탄화규소 소자의 장점
실리콘 카바이드(SiC)는 현재 가장 성숙한 와이드 밴드갭 반도체 소재입니다. 세계 각국은 SiC 연구에 큰 중요성을 부여하고 적극적인 개발에 많은 인력과 물적 자원을 투자해 왔습니다. 미국, 유럽, 일본 등은 국가 차원에서 해당 연구 계획을 수립했을 뿐만 아니라 일부 국제 전자 대기업도 탄화 규소 반도체 장치 개발에 막대한 투자를 했습니다.
일반 실리콘과 비교하여 탄화규소를 사용한 부품은 다음과 같은 특성을 갖습니다.

고전압 특성:
실리콘 카바이드 장치는 동등한 실리콘 장치에 비해 전압 저항이 10배 더 높습니다.
실리콘 카바이드 쇼트키 튜브의 전압 저항은 2400V에 도달할 수 있습니다.
실리콘 카바이드 전계 효과 튜브는 수만 볼트의 전압을 견딜 수 있으며 온 상태 저항은 그리 크지 않습니다.

고주파 특성:

고온 특성:
오늘날 Si 재료가 이론 성능 한계에 가까워졌을 때 SiC 전력 장치는 항상 "이상적인 장치"로 간주되어 왔으며 높은 내압, 낮은 손실, 고효율 및 기타 특성으로 인해 높은 기대를 받고 있습니다. 그러나 이전 Si 소재 디바이스와 비교하여 SiC 전력 디바이스의 성능과 비용, 그리고 첨단 기술에 대한 수요 간의 균형이 SiC 전력 디바이스가 실제로 대중화될 수 있는지 여부의 핵심이 될 것입니다.

현재 저전력 탄화규소 장치는 실험실에서 실제 장치 생산 단계에 진입했습니다. 현재 탄화규소 웨이퍼의 가격은 여전히 ​​상대적으로 높으며 결함도 많습니다. 지속적인 연구개발을 통해 2010년쯤에는 탄화규소 소자가 전력소자 시장을 장악할 것으로 예상된다. 그러나 현실은 그렇지 않다.

3. 탄화규소 소자의 현재 개발 상황은 어떻습니까?
1. 기술 매개변수: 예를 들어 쇼트키 다이오드 전압은 250V에서 1000V 이상으로 증가하고 칩 면적은 더 작지만 전류는 수십 암페어에 불과합니다. 작동온도는 180도로 높아져 600도 도입과는 거리가 멀다. 전압 강하는 훨씬 더 불만족스럽고 실리콘 소재와 다르지 않으며 높은 순방향 전압 강하는 2V에 도달해야 합니다.
2. 시장 가격: 실리콘 소재 제조 가격의 약 5~6배.

4. 탄화규소 개발의 어려움은 무엇입니까?SiC) 장치?탄화규소 소자 개발의 문제점은 칩의 원리 설계, 특히 칩 구조 설계에 있는 것이 아닙니다. 그것을 해결하는 것은 어렵지 않습니다. 어려운 점은 칩 구조의 제조 공정을 구현하는 데 있습니다. 예는 다음과 같습니다: 1. 탄화규소 웨이퍼의 마이크로파이프 결함 밀도. 2. 에피택셜 공정 효율이 낮다. 3. 도핑 과정에는 특별한 요구 사항이 있습니다.

4. 오믹 접점 생성. 5. 지지재의 온도 저항.

위의 내용은 단지 몇 가지 예일 뿐 전부는 아닙니다. 실리콘 카바이드 반도체 표면 트렌칭 공정, 단자 패시베이션 공정, 게이트 산화막의 인터페이스 상태가 실리콘 카바이드 MOSFET 장치의 장기 안정성에 미치는 영향 등 이상적인 솔루션이 없는 공정 문제가 여전히 많이 있습니다. 업계는 아직 합의에 도달했나요? 일관된 결론 등은 탄화 규소 전력 장치의 급속한 개발을 크게 방해했습니다.

5. 탄화규소의 주요 응용 분야 개발 개요

현재 3세대 반도체 소재는 청정에너지와 차세대 전자정보기술의 혁명을 일으키고 있습니다. 조명, 가전제품, 가전제품, 신에너지 자동차, 스마트 그리드, 군수품 등 고성능 반도체에 대한 수요가 매우 높습니다. 3세대 반도체의 발전에 따른 주요 응용분야는 반도체 조명, 전력전자소자, 레이저 및 검출기 등 4개 분야이다.
1. 반도체 조명
4대 응용분야 중 반도체 조명 산업이 가장 빠르게 발전해 수백억 달러 규모의 산업 규모를 형성했다.
2. 전력전자기기
전력전자 분야에서는 와이드 밴드갭 반도체의 적용이 이제 막 시작되었으며, 시장 규모는 수억 달러에 불과하다. 주로 군용 첨단 장비 분야에 집중되어 있으며, 점차 민간 분야까지 확대되고 있습니다.
3. 레이저 및 검출기
레이저 및 검출기 응용 분야에서 GaN 기반 레이저는 넓은 스펙트럼 범위를 포괄할 수 있으며 청색, 녹색, 자외선 레이저 제조 및 자외선 검출을 실현할 수 있습니다.
4. 기타 응용
최첨단 연구 분야에서 넓은 밴드갭 반도체는 태양전지, 바이오센서, 수성 수소 생산 매체 및 기타 신흥 응용 분야에 사용될 수 있습니다. 현재 이러한 뜨거운 영역은 여전히 ​​실험실 연구 및 개발 단계에 있습니다.