Diferença entre wafer de SiC e carboneto de silício sinterizado (SSiC)
O Carbeto de Silício (SiC) é um material versátil usado tanto em aplicações semicondutoras quanto em componentes resistentes ao desgaste. No entanto, há diferenças importantes entre o Wafer de SiC e o Carbeto de Silício Sinterizado (SSiC) em termos de estrutura cristalina, condutividade elétrica, processos de fabricação e aplicações. Abaixo está uma comparação detalhada:
1. Aplicações de materiais
Wafer de SiC (Wafer de Carboneto de Silício)
• Usado na indústria de semicondutores como um material semicondutor de terceira geração.
• Comumente aplicado em eletrônica de potência, componentes de RF e dispositivos eletrônicos de alta temperatura.
• Essencial para MOSFETs de SiC, diodos Schottky de SiC (SBDs) e IGBTs.
Carboneto de silício sinterizado (SSiC)
• Usado principalmente nas indústrias mecânica, química e aeroespacial.
• oferta de componentes resistentes ao desgaste, anéis de vedação, bicos e trocadores de calor.
2. Processo de fabricação
Wafer de SiC (Produção de semicondutores de carboneto de silício)
• Produzido por Transporte Físico de Vapor (PVT), Deposição Química de Vapor (CVD) ou Epitaxia em Fase Líquida (LPE).
• Requer corte preciso, polimento e crescimento epitaxial para atender aos padrões de grau semicondutor.
Produção de carboneto de silício sinterizado (SSiC)
• Fabricado usando metalurgia do pó, onde o pó de SiC é sinterizado a mais de 2000 °C sob uma atmosfera protetora sem pressão externa.
• O processo é otimizado para componentes resistentes ao desgaste em vez de aplicações de semicondutores.
3. Diferenças de microestrutura
Bolacha de SiC
• Estrutura monocristalina (politipos 4H-SiC ou 6H-SiC), permitindo alta mobilidade de elétrons e baixa densidade de defeitos.
• Ideal para aplicações de eletrônica de potência e semicondutores de RF.
Carboneto de silício sinterizado (SSiC)
• Estrutura policristalina, onde grãos de SiC se ligam nas bordas do cristal.
• Oferece alta resistência, mas tem baixa condutividade elétrica, o que o torna inadequado para aplicações de semicondutores.
4. Propriedades elétricas e térmicas
Wafer de SiC (semicondutor de carboneto de silício)
• Ampla banda proibida (~3,26 eV), suportando dispositivos de energia de alta tensão, alta temperatura e alta frequência.
• Condutividade elétrica superior, essencial para MOSFETs de SiC, IGBTs e eletrônica de potência de alta eficiência.
• Alta condutividade térmica (~490 W/m·K), garantindo dissipação de calor eficiente em dispositivos de energia.
Propriedades do carboneto de silício sinterizado (SSiC)
• Excelentes propriedades de isolamento, com resistividade elétrica >10¹² Ω·cm, tornando-o ideal para componentes resistentes ao desgaste não condutores.
• Menor condutividade térmica (120-200 W/m·K) em comparação ao SiC monocristalino, mas ainda eficaz em aplicações industriais de alta temperatura.
5. Propriedades mecânicas
Bolacha de SiC
• Devido à sua estrutura monocristalina, ele é quebradiço e usado principalmente em eletrônica de potência, em vez de aplicações mecânicas.
Carboneto de silício sinterizado (SSiC)
• Dureza extrema (dureza de Mohs >9.0), resistência superior ao desgaste e excelente resistência à corrosão.
• Amplamente aplicado em componentes resistentes ao desgaste, selos mecânicos, rolamentos e peças de bombas de alta durabilidade.
6. Campos de Aplicação
Wafer de SiC (aplicações de semicondutores de carboneto de silício)
• Eletrônica de potência: MOSFETs de SiC, diodos Schottky (SiC SBDs), IGBTs
• Componentes de RF: usados em estações base 5G e dispositivos de comunicação de alta frequência
• Eletrônica aeroespacial e sensores de alta temperatura
Aplicações de carboneto de silício sinterizado (SSiC):
• Selos mecânicos e rolamentos
• Componentes resistentes ao desgaste, como bicos, válvulas e peças de bombas
• Revestimentos de fornos de alta temperatura e trocadores de calor
• Componentes resistentes à corrosão para a indústria química
• A principal diferença entre o wafer de SiC e o carboneto de silício sinterizado (SSiC) está na estrutura cristalina, na condutividade elétrica e nas áreas de aplicação.
O wafer de SiC é um material monocristalino usado em eletrônicos de potência semicondutores e dispositivos de RF.
Carboneto de silício sinterizado (SSiC) é um material policristalino, mais adequado para componentes mecânicos e resistentes ao desgaste.
Ao compreender essas diferenças, engenheiros e empresas podem escolher o material de carboneto de silício certo para suas aplicações específicas, seja em eletrônica de potência ou componentes resistentes ao desgaste.
