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Quais são os parâmetros importantes do SiC?
O carboneto de silício (SiC) é um importante material semicondutor de banda larga, amplamente utilizado em dispositivos eletrônicos de alta potência e alta frequência. A seguir estão alguns dos principais parâmetros das folhas de carboneto de silício e suas explicações detalhadas:
Parâmetros de rede
Certifique-se de que a constante de rede do substrato corresponda à camada epitaxial a ser cultivada para reduzir defeitos e tensões. Por exemplo, 4H-SiC e 6H-SiC têm diferentes constantes de rede, o que afeta a qualidade da camada epitaxial e o desempenho do dispositivo.
Sequência de empilhamento
O SiC é composto por átomos de silício e átomos de carbono na proporção de 1:1, mas o arranjo das camadas atômicas é diferente, o que formará uma estrutura cristalina diferente. As formas cristalinas comuns são 3C-SiC (estrutura cúbica), 4H-SiC (estrutura hexagonal), 6H-SiC (estrutura hexagonal), e a ordem de empilhamento correspondente é: ABC, ABCB, ABCACB, etc. cada tipo de cristal é diferente, portanto, escolher o correto é crucial para uma aplicação específica.
Dureza de Mohs
Determine a dureza do substrato, a dureza afeta o grau de dificuldade de usinagem e a resistência ao desgaste. O carboneto de silício tem uma dureza Mohs muito alta, normalmente entre 9-9,5, tornando-o um material muito duro adequado para aplicações que exigem alta resistência ao desgaste.
Densidade
A resistência mecânica e as propriedades térmicas do substrato são afetadas. Alta densidade geralmente significa melhor resistência mecânica e condutividade térmica.
Coeficiente de Expansão Térmica
Refere-se à proporção do aumento no comprimento ou volume do substrato em relação ao comprimento ou volume original quando a temperatura é aumentada em um grau Celsius. A combinação do substrato e da camada epitaxial sob mudança de temperatura afeta a estabilidade térmica do dispositivo.
Índice de refração
Para aplicações ópticas, o índice de refração é um parâmetro chave no projeto de dispositivos optoeletrônicos. A diferença no índice de refração afeta a velocidade e o caminho das ondas de luz através do material.
Constante dielétrica
As características capacitivas do dispositivo são afetadas. A constante dielétrica mais baixa ajuda a reduzir a capacitância parasita e a melhorar o desempenho do dispositivo.
Condutividade térmica
Crítico para aplicações de alta potência e alta temperatura, afetando a eficiência de resfriamento do dispositivo. A alta condutividade térmica do carboneto de silício o torna ideal para eletrônicos de alta potência, pois conduz eficientemente o calor para longe do dispositivo.
Intervalo de banda
A diferença de energia entre o topo da banda de valência e o fundo da banda de condução de um material semicondutor. Materiais com gap de banda larga requerem maior energia para excitar transições eletrônicas, o que faz com que o carboneto de silício tenha um bom desempenho em ambientes de alta temperatura e alta radiação.
Campo Elétrico de Quebra
A tensão limite que um material semicondutor pode suportar. O carboneto de silício possui um campo elétrico disruptivo muito alto, permitindo-lhe suportar tensões extremamente altas sem quebra.
Velocidade de deriva de saturação
A velocidade média máxima que um portador pode atingir aplicando um campo elétrico a um material semicondutor. Quando a intensidade do campo elétrico aumenta até certo ponto, a velocidade da portadora não aumentará mais com o aumento adicional do campo elétrico, e a velocidade neste momento é chamada de velocidade de deriva de saturação. O carboneto de silício tem uma alta velocidade de deriva de saturação, o que favorece a realização de dispositivos eletrônicos de alta velocidade. Juntos, esses parâmetros determinam o desempenho e a adequação das chapas de carboneto de silício em diversas aplicações, especialmente em ambientes de alta potência, alta frequência e alta temperatura.
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