실리콘 카바이드(SiC)는 실리콘과 탄소로 합성된 화합물로 뛰어난 경도와 열전도율로 잘 알려져 있습니다. 실리콘 카바이드를 생산하는 방법에는 소결, 반응 결합, 결정 성장 및 화학 기상 증착(CVD)을 포함한 여러 산업 공정이 포함됩니다. 실리콘 카바이드 분말을 제조하는 가장 일반적인 산업적 방법은 Acheson 방법, 이산화규소 저온 탄화열 환원, 실리콘-탄소 직접 반응입니다. 각 방법에는 SiC를 합성하는 데 필요한 온도와 재료가 다르며, Acheson 방법은 석영 모래 또는 석영 광석을 석유 코크스 또는 흑연과 고온으로 반응시키는 전통적인 탄화 환원법입니다.
SiC는 α와 β의 두 가지 주요 결정 형태로 존재하며, β-SiC는 입방 결정 시스템이고 α-SiC는 4H, 15R 및 6H와 같은 여러 다형성을 갖습니다. 이러한 형태 사이의 변환은 온도에 따라 달라지며, β-SiC는 1600°C 이하에서 안정적이고 더 높은 온도에서는 α-SiC로 변환됩니다.
실리콘 카바이드는 세라믹, 내화 재료, 연삭 등 전통적인 용도부터 반도체 및 전도성 세라믹의 첨단 응용 분야에 이르기까지 광범위하게 사용됩니다. 반도체 산업에서 실리콘 카바이드는 높은 경도, 낮은 마모성, 실리콘 웨이퍼와의 호환성으로 인해 연삭 디스크 및 고정 장치에 사용하기에 이상적이라는 평가를 받고 있습니다. 또한 큰 밴드 갭, 높은 열전도율, 높은 전자 포화 이동도라는 탄화규소의 특성은 실리콘 및 갈륨 비소와 같은 기존 반도체 재료의 한계를 보완하여 전력 반도체에 우수한 재료로 사용됩니다.
화학 기상 증착은 실리콘 웨이퍼 기판 위에 비교적 두껍고 불순물이 없는 SiC 결정을 성장시킬 수 있기 때문에 전자기기용 실리콘 카바이드 생산에 특히 중요합니다. 이 공정은 다양한 전자 부품에 사용되는 고품질의 SiC 결정을 개발하는 데 매우 중요합니다.
전반적으로 실리콘 카바이드 방식은 화학 반응과 온도를 정밀하게 제어하여 여러 산업 분야에서 유용한 고유한 특성을 가진 물질을 합성하는 것입니다. 기술의 발전과 전자 및 기타 분야의 고성능 소재에 대한 수요 증가에 힘입어 생산 및 응용 분야가 계속 발전하고 있습니다.
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