Diferencia entre la oblea de SiC y el carburo de silicio sinterizado (SSiC)
El carburo de silicio (SiC) es un material versátil que se utiliza tanto en aplicaciones de semiconductores como en componentes resistentes al desgaste. Sin embargo, existen diferencias clave entre la oblea de SiC y el carburo de silicio sinterizado (SSiC) en cuanto a estructura cristalina, conductividad eléctrica, procesos de fabricación y aplicaciones. A continuación, se presenta una comparación detallada:
1. Aplicaciones materiales
Oblea de SiC (oblea de carburo de silicio)
• Se utiliza en la industria de semiconductores como material semiconductor de tercera generación.
• Se aplica comúnmente en electrónica de potencia, componentes de RF y dispositivos electrónicos de alta temperatura.
• Esencial para MOSFET de SiC, diodos Schottky de SiC (SBD) e IGBT.
Carburo de silicio sinterizado (SSiC)
• Se utiliza principalmente en las industrias mecánica, química y aeroespacial.
• Oferta para componentes resistentes al desgaste, anillos de sellado, boquillas e intercambiadores de calor.
2. Proceso de fabricación
Oblea de SiC (producción de semiconductores de carburo de silicio)
• Producido mediante transporte físico de vapor (PVT), deposición química de vapor (CVD) o epitaxia en fase líquida (LPE).
• Requiere corte preciso, pulido y crecimiento epitaxial para cumplir con los estándares de grado semiconductor.
Producción de carburo de silicio sinterizado (SSiC)
• Fabricado mediante pulvimetalurgia, donde el polvo de SiC se sinteriza a más de 2000 °C bajo una atmósfera protectora sin presión externa.
• El proceso está optimizado para componentes resistentes al desgaste en lugar de aplicaciones de semiconductores.
3. Diferencias en la microestructura
Oblea de SiC
• Estructura monocristalina (politipos 4H-SiC o 6H-SiC), que permite una alta movilidad electrónica y una baja densidad de defectos.
• Ideal para aplicaciones de electrónica de potencia y semiconductores de RF.
Carburo de silicio sinterizado (SSiC)
• Estructura policristalina, donde los granos de SiC se unen en los límites de los cristales.
• Ofrece alta resistencia pero tiene mala conductividad eléctrica, lo que lo hace inadecuado para aplicaciones de semiconductores.
4. Propiedades eléctricas y térmicas
Oblea de SiC (semiconductor de carburo de silicio)
• Banda prohibida amplia (~3,26 eV), compatible con dispositivos de potencia de alto voltaje, alta temperatura y alta frecuencia.
• Conductividad eléctrica superior, esencial para MOSFET de SiC, IGBT y electrónica de potencia de alta eficiencia.
• Alta conductividad térmica (~490 W/m·K), lo que garantiza una disipación de calor eficiente en dispositivos de potencia.
Propiedades del carburo de silicio sinterizado (SSiC)
• Excelentes propiedades de aislamiento, con resistividad eléctrica de 10¹² Ω·cm, lo que lo hace ideal para componentes no conductores resistentes al desgaste.
• Conductividad térmica más baja (120-200 W/m·K) en comparación con el SiC monocristalino, pero aún así eficaz en aplicaciones industriales de alta temperatura.
5. Propiedades mecánicas
Oblea de SiC
• Debido a su estructura monocristalina, es frágil y se utiliza principalmente en electrónica de potencia más que en aplicaciones mecánicas.
Carburo de silicio sinterizado (SSiC)
• Dureza extrema (dureza Mohs >9.0), resistencia superior al desgaste y excelente resistencia a la corrosión.
• Se aplica ampliamente en componentes resistentes al desgaste, sellos mecánicos, cojinetes y piezas de bombas de alta durabilidad.
6. Campos de aplicación
Oblea de SiC (aplicaciones de semiconductores de carburo de silicio)
• Electrónica de potencia: MOSFET de SiC, diodos Schottky (SBD de SiC), IGBT
• Componentes de RF: se utilizan en estaciones base 5G y dispositivos de comunicación de alta frecuencia
• Electrónica aeroespacial y sensores de alta temperatura
Aplicaciones del carburo de silicio sinterizado (SSiC):
• Sellos mecánicos y cojinetes
• Componentes resistentes al desgaste, como boquillas, válvulas y piezas de bombas.
• Revestimientos de hornos de alta temperatura e intercambiadores de calor
• Componentes resistentes a la corrosión para la industria química
• La principal diferencia entre la oblea de SiC y el carburo de silicio sinterizado (SSiC) radica en su estructura cristalina, conductividad eléctrica y áreas de aplicación.
La oblea de SiC es un material monocristalino utilizado en electrónica de potencia de semiconductores y dispositivos de RF.
El carburo de silicio sinterizado (SSiC) es un material policristalino, ideal para componentes mecánicos y resistentes al desgaste.
Al comprender estas diferencias, los ingenieros y las empresas pueden elegir el material de carburo de silicio adecuado para sus aplicaciones específicas, ya sea en electrónica de potencia o en componentes resistentes al desgaste.
