실리콘 카바이드(SiC)는 반도체 응용 분야에서 단결정으로 자주 성장하는 세라믹 소재입니다. 고유한 재료 특성과 단결정 성장으로 인해 시장에서 가장 내구성이 뛰어난 반도체 재료 중 하나입니다. 이 내구성은 전기적 기능 이상으로 확장됩니다.

물리적 내구성

SiC의 물리적 내구성은 사포, 압출 다이, 방탄 조끼 플레이트, 고성능 브레이크 디스크 및 화염 점화기와 같은 비전자 응용 분야를 조사하여 가장 잘 설명됩니다. SiC는 자체적으로 긁히는 것이 아니라 물체를 긁습니다. 고성능 브레이크 디스크에 사용하면 열악한 환경에서 장기간 마모에 대한 저항력이 테스트됩니다. 방탄 조끼 플레이트로 사용하기 위해서는 SiC가 높은 물리적 강도와 충격 강도를 모두 가져야 합니다.

화학적 및 전기적 내구성

SiC는 화학적 불활성으로 유명합니다. 800°C의 높은 온도에 노출되더라도 알칼리 및 용융 염과 같은 가장 공격적인 화학 물질의 영향을 받지 않습니다. 화학적 공격에 대한 내성으로 인해 SiC는 부식되지 않으며 습한 공기, 염수 및 다양한 화학 물질에 대한 노출을 포함하여 열악한 환경을 견딜 수 있습니다.

높은 에너지 밴드갭으로 인해 SiC는 전자기 교란과 방사선의 파괴적인 영향에 대한 저항성이 매우 높습니다. SiC는 또한 Si보다 더 높은 수준의 전력에서 손상에 더 강합니다.

열 충격 저항

열충격에 대한 SiC의 저항성은 또 다른 중요한 특성입니다. 물체가 극단적인 온도 구배에 노출되면 열 충격이 발생합니다(즉, 물체의 다른 부분이 상당히 다른 온도에 있는 경우). 이 온도 구배의 결과로 팽창 또는 수축 속도는 다양한 섹션에 따라 달라집니다. 열충격은 깨지기 쉬운 재료에 균열을 일으킬 수 있지만 SiC는 이러한 영향에 매우 강합니다. SiC의 내열충격성은 대부분의 반도체 재료에 비해 높은 열전도율(단결정의 경우 350W/m/K)과 낮은 열팽창의 결과입니다.

SiC 전자 장치(예: MOSFET 및 쇼트키 다이오드)는 내구성 때문에 HEV 및 EV와 같은 공격적인 환경의 애플리케이션에 사용됩니다. 물리적, 화학적, 전기적 복원력으로 인성과 신뢰성이 요구되는 반도체 분야에 사용하기에 탁월한 소재입니다.