Kiselkarbid (halvledare)

Materialegenskaper:

Densitet: 3,21 g/cm³

Hårdhet 9,5 enligt Mohs skala

längdutvidgningskoefficient 3,6 till 4,1x10-6/K vid 20 till 400°C

värmeledningsförmåga 120 till 200 W/mK

resistivitet 102–106ohm

Användning

Kiselkarbid (halvledare) används till olika elektroniska produkter. Transistorer av kiselkarbid tål höga strömmar. Detta lämpar sig väl i bland annat hybridbilar. Tillverkning av wafers av tillräcklig storlek och kvalitet för dessa tillämpningar är under utveckling. Högtemperaturtillämpningar finns bland annat inom rymdfarten. NASA bedriver egen utveckling på området. För de återstående två egenskaperna finns kiselkarbidbaserad elektronik i högspänningsanläggningar och i mobiloperatörernas basstationer.

Framställning

En vanlig kommersiell process för att tillverka kiselkarbid är Achesonprocessen som patenterades av Edward Goodrich Acheson 1893. I denna process blandas kieseloxid, koks, sågspån och vanligt salt. När blandningen värmts upp mellan elektroder till cirka 2200 °C skapas kiselkarbiden med biprodukten koldioxid. Anledningen till att sågspån tillsatts är att skapa porer som kan evakuera koldioxiden som skapas under reaktionen. Efter att blandningen svalnat kan olika kvaliteter av kiselkarbid urskiljas. I mitten finns kiselkarbid av högre kvalitet som är lämplig att använda inom elektronikindustrin.

Historia

Kiselkarbid, med den kemiska beteckningen SiC, är en förening av kol och kisel och tillverkades för första gången 1824, av Sveriges store kemist, Jacob Berzelius. Jöns Jacob Berzelius var en svenskkemist/naturforskare. Han var känd som ”Den svenska kemins fader”. Berzulius upptäckte ämnena cerium, selen, kisel och torium. Det nämnda sättet att tillverka kiselkarbid patenterades av Edward Goodrich Acheson år 1893.

Pris

Priset för elektriska komponenter som använder kiselkarbid kan kosta mellan allt från 0,8 kr till 100 kr för komponenter gjorda för fritidsanvändare. Detta enligt electrokit.com. Transistorer av högre kvalitet kan som används t.ex. is större maskiner kan kosta mellan 100 kr till 800 kr eller mer. Detta enligt Alibaba.com.