知識

Silicon Carbide (SiC) has emerged as an essential technological material. It’s utilized for use in abrasives, technical ceramics and refractories – as well as semiconductor manufacturing. Produced by heating silica sand mixed with carbon in the form of petroleum coke at high temperatures in huge open “Acheson” furnaces, SiC is then produced in both Green and Black variants for use as building material. Abrasive Silicon Carbide (SiC) is an industrial material with numerous applications in abrasives production, semiconductor chips manufacturing and crystal radio production (see picture below). Pure SiC itself is colorless; however, iron impurities give it its brown-to-black hue. Furthermore, SiC serves as both a catalyst and high temperature […]

炭化ケイ素は、研削砥石、サンディングベルト、ブラスト媒体によく見られる研磨材です。無機化学化合物として、ダイヤモンドや炭化ホウ素と硬度の点で競合する。黒色炭化ケイ素（カーボランダム）は、最も一般的に使用される砥粒の一つで、硬く角ばった砥粒が特徴で、金属や非鉄石材のような引張強度の低い材料を効果的に加工します。硬度 炭化ケイ素（一般にカーボランダムまたはSiCと呼ばれる）は、ケイ素と炭素からなる硬い化学化合物で、天然にはモアッサナイト鉱物として存在するが、研磨剤として1893年から大量生産されている。炭化ケイ素の砥粒は、次のようなものもあります。

炭化ケイ素（SiC）は珍しい結晶構造を持つ。Si原子4個とC原子4個が規則正しく配位四面体配列し、その層が多型に積み重なって一次配位四面体を形成している。電気的には、炭化ケイ素はシリコンの5～10倍の電圧に耐える能力がある。そのため、パワーデバイスの材料として最適です。エレクトロニクス 炭化ケイ素は、現代のエレクトロニクスの動作に必要な高温・高電圧に耐えることができ、またシリコンに比べて効率的な半導体材料でもある。この効率は、バッテリー作動デバイスのサイズとコストの削減に役立ちます。炭化ケイ素は、価電子帯と伝導帯の間のエネルギーギャップが非常に近いため、シリコンよりも優れています。

技術の進歩は半導体ビジネスにとって一世代に一度の出来事であり、それを受け入れた企業は莫大な利益を得ることができる。クリー社（現在はウルフスピード社）は、炭化ケイ素パワーデバイスのトレンドから利益を得る立場にある。デバイスの設計と製造における同社の技術革新により、各ウェハーの定格電力が等しい小型チップの製造が可能になり、ウェハー1枚当たりの生産能力が拡大する。パワーデバイス ウォルフスピードの炭化ケイ素MOSFETは、電気自動車のパワーシステムに不可欠なコンポーネントであり、シリコン（Si）MOSFETと同様の高効率を実現しながら、電圧損失と温度耐性を低減し、極端な環境条件下での動作に必要な冷却を低減しています。

Okamoto et al. measured the conductivity of silicon carbide at various temperatures and found that small amounts of Si additive did not increase conductivity by two to three orders of magnitude, but exceeding 5 mol% caused conductivity levels to soar by up to three orders of magnitude. Silicon carbide is a semiconductor material, capable of being altered into either an n-type or p-type state by doping with aluminium, boron, gallium, phosphorus or nitrogen ions. Electrical Conductivity Silicon carbide is a semiconductor material, meaning that it lies somewhere between metals (which conduct electricity) and insulators (which resist current). At lower temperatures, silicon carbide behaves more like an insulator by resisting electrical

Amorphous silicon carbide (a-SiC) has gained immense attention due to its variable optical and electronic properties. As it features rigidity, low thermal expansion rates, and visible light transparency it makes an attractive material for telescope mirrors. Material science is experiencing a revolution with the introduction of this novel material: a-SiC. With properties combining strength with randomness and precision, its impact may revolutionize microchip technology. Strength Crystalline silicon carbide (c-SiC) is typically much stronger than its amorphous counterpart; however, a new discovery in an amorphous Si-C thin film opens the door for high performance mechanical and optical devices. With an ultimate tensile strength of 10GPa for wafer-scale thin film production amorphous

4H-SiC is an increasingly popular polytype of silicon carbide. Due to its wide bandgap and excellent thermal, electrical, and mechanical properties, it makes an ideal material for power electronics applications. We investigated the elastic deformation and cracking behavior of a single crystal 4H-SiC pillar specimen with [0001] orientation by performing four times loading-unloading compression strain tests with four loading/unloading cycles for compression strain testing. Hardness Silicon carbide (commonly referred to as “carborundum” or the “crown jewel”) is the hardest naturally occurring material on Earth. Comprised of silicon and carbon elements, silicon carbide naturally occurs as moissanite gems in nature; mass production began in 1893 for use as an abrasive and

炭化ケイ素ウィスカーは、卓越した物理的・化学的特性を持つミクロンサイズの単結晶粒子であり、高温構造材料や工具用セラミックスなど、さまざまな分野で幅広く応用されているため、大きな研究関心を集めている。ムライトセラミックは化学的に安定な耐火物であり、高硬度や耐温度クリープ性などの優れた機械的・物理的特性を有していますが、破壊靭性は比較的低いままです。SiC ウィスカーはこの特性を大幅に向上させます。物理的特性 炭化ケイ素ウィスカーは、その構造がダイヤモンドに似ているミクロンサイズの単結晶繊維であり、高強度、高剛性、耐薬品性、温度安定性というユニークな特性を持っているため、セラミック、金属、ポリマーの優れた補強材料となっています。

シリコン・カーバイド・インバータ技術は、パワー半導体の進歩として注目されている。従来のシリコン・デバイスに比べ、電力損失が最大10分の1に低減され、熱性能も改善されるなど、いくつかの利点があります。マクラーレン・アプライド社は、電気自動車のトラクション・インバータに見られる800ボルトの高電圧システムに対応するために特別に設計された高電圧CoolSiC金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（MOSFET）を採用しています。電力密度 電力密度とは、インバータが単位体積当たりに発電できる電力量のことで、エネルギー効率を最大化するために高電圧・高周波数で動作する必要がある電気自動車アプリケーションでは重要な考慮事項です。この目的を達成するために、メーカーは出力電力を増加させながら全体のサイズを縮小しなければならない。

炭化ケイ素（一般にカーボランダムと呼ばれる）は、ケイ素と炭素からなる非常に硬い合成結晶性化合物で、高い熱伝導率、低い膨張係数、化学反応への耐性、半導体機能を特徴としている。天然のモアッサナイトは鉱物として存在するが、隕石やキンバーライト鉱床からごく限られた量しか発見できないため、ほとんど合成でしか製造されていない。硬度 炭化ケイ素（SiC）はケイ素と炭素の硬い化合物で、アリゾナ州のキャニオン・ディアブロ隕石クレーターでモアッサナイトという鉱物として自然に産出する。エドワード・アチソンは1893年、工業用研磨剤としてSiCの量産を開始したが、それ以来、SiCの硬度を高めるために、炭化ケイ素の用途は広がっている。