SiC - kísilkarbíð

Kísilkarbíð var uppgötvað árið 1893 sem iðnaðar slípiefni fyrir slípihjól og bifreiðahemla. Um miðja 20. öldina jókst notkun SiC obláta til að vera með í LED tækni. Síðan þá hefur það stækkað í fjölmörg hálfleiðaraforrit vegna hagstæðra eðliseiginleika þess. Þessir eiginleikar eru áberandi í fjölbreyttu notkunarsviði innan og utan hálfleiðaraiðnaðarins. Þar sem lögmál Moores virðist ná takmörkunum, eru mörg fyrirtæki innan hálfleiðaraiðnaðarins að horfa til kísilkarbíðs sem hálfleiðaraefnis framtíðarinnar. SiC er hægt að framleiða með því að nota margar fjölgerðir af SiC, þó innan hálfleiðaraiðnaðarins séu flest hvarfefni annað hvort 4H-SiC, þar sem 6H- verður sjaldgæfara eftir því sem SiC markaðurinn hefur vaxið. Þegar vísað er til 4H- og 6H- kísilkarbíðs táknar H-ið uppbyggingu kristalgrindarinnar. Talan táknar stöflunaröð atómanna innan kristalbyggingarinnar, þessu er lýst í SVM getutöflunni hér að neðan. Kostir kísilkarbíðs hörku Það eru fjölmargir kostir við að nota kísilkarbíð yfir hefðbundnari kísilhvarfefni. Einn af helstu kostum þessa efnis er hörku þess. Þetta gefur efninu marga kosti, við háhraða, háan hita og/eða háspennu. Kísilkarbíðplötur hafa mikla hitaleiðni, sem þýðir að þær geta flutt varma frá einum stað til annars brunns. Þetta bætir rafleiðni þess og að lokum smækkun, eitt af sameiginlegu markmiðunum með því að skipta yfir í SiC oblátur. Hitageta SiC hvarfefni hafa einnig lágan stuðul fyrir varmaþenslu. Hitaþensla er magn og átt sem efni þenst út eða dregst saman þegar það hitnar eða kólnar. Algengasta skýringin er ís, þó að hann hegði sér öfugt við flesta málma, þenst út þegar hann kólnar og minnkar þegar hann hitnar. Lágur stuðull kísilkarbíðs fyrir varmaþenslu gerir það að verkum að það breytist ekki verulega í stærð eða lögun þegar það er hitað upp eða kælt niður, sem gerir það fullkomið til að passa inn í lítil tæki og pakka fleiri smára á einn flís. Annar stór kostur þessara undirlags er mikil viðnám þeirra gegn hitaáfalli. Þetta þýðir að þeir hafa getu til að breyta hitastigi hratt án þess að brotna eða sprunga. Þetta skapar skýran kost við framleiðslu á tækjum þar sem það er annar hörkueiginleiki sem bætir endingu og afköst kísilkarbíðs í samanburði við hefðbundinn magnkísil. Ofan á hitauppstreymi sína er það mjög endingargott undirlag og hvarfast ekki við sýrur, basa eða bráðin sölt við hitastig allt að 800°C. Þetta gefur þessum hvarfefnum fjölhæfni í notkun þeirra og hjálpar enn frekar við getu þeirra til að framkvæma magn sílikons í mörgum forritum. Styrkur hans við háan hita gerir það einnig kleift að starfa á öruggan hátt við hitastig yfir 1600°C. Þetta gerir það að hentugu undirlagi fyrir nánast hvaða háhitanotkun sem er.