El carburo de silicio (SiC) es un material que se utiliza en diversas aplicaciones de la industria de los semiconductores.
Esto es debido a sus propiedades únicas, que incluyen una amplia banda de separación, alta conductividad térmica, alta movilidad de electrones, y la fuerza del campo eléctrico de ruptura superior.
Estas características hacen del SiC un material ideal para los dispositivos semiconductores de potencia.
Supone una solución a las limitaciones de materiales tradicionales como el silicio (Si) y el arseniuro de galio (GaAs).
¿Para qué se utiliza el carburo de silicio en semiconductores? 7 aplicaciones clave
1. Equipos de fabricación de semiconductores
El SiC se utiliza en la fabricación de componentes para equipos de fabricación de semiconductores.
Estos componentes incluyen susceptores, anillos deslizantes, pasadores de elevación, electrodos, anillos de enfoque y revestimientos de cámaras.
Son cruciales en procesos como el procesamiento térmico rápido (RTP), el grabado por plasma, la deposición química en fase vapor (CVD), la epitaxia, la implantación iónica, la litografía y diversos métodos de limpieza.
El uso del SiC en estas aplicaciones se debe a su resistencia a las altas temperaturas y a los ambientes corrosivos.
2. Dispositivos semiconductores de potencia
Las propiedades del SiC lo convierten en un material excelente para dispositivos de potencia.
Estos dispositivos son esenciales en aplicaciones que requieren una alta eficiencia y densidad de potencia.
Los dispositivos de potencia de SiC, como diodos y transistores, pueden funcionar a temperaturas, frecuencias y tensiones más elevadas que sus homólogos de silicio.
Esta capacidad es especialmente beneficiosa en vehículos eléctricos, sistemas de energías renovables y accionamientos de motores industriales.
3. Cerámicas conductoras
Las cerámicas de SiC pueden hacerse conductoras, lo que mejora su maquinabilidad.
Esto permite el mecanizado por descarga eléctrica.
Esto resulta especialmente útil para fabricar piezas cerámicas de SiC de gran tamaño o de formas complejas.
Cuando la resistividad de la cerámica SiC se reduce por debajo de 100Ω-cm, puede mecanizarse con precisión y rapidez.
Esto facilita la producción de componentes intrincados.
4. Entornos corrosivos
La excelente estabilidad química y física del SiC lo convierte en un material ideal para componentes expuestos a entornos corrosivos.
Entre ellos se encuentran las toberas de desulfuración de las centrales eléctricas y los componentes de las bombas químicas.
Estas aplicaciones se benefician de la resistencia del SiC a los ácidos, álcalis y otros medios corrosivos.
Esto garantiza un funcionamiento a largo plazo y sin mantenimiento.
5. Aplicaciones de alta temperatura
El SiC se utiliza ampliamente en aplicaciones de alta temperatura.
Entre ellas se incluyen los elementos calefactores eléctricos en hornos industriales y los muebles de horno en las industrias de la cerámica y el vidrio.
Su alta conductividad térmica y resistencia al choque térmico lo hacen adecuado para estos entornos exigentes.
6. Defensa y militar
En el sector de la defensa, la cerámica de SiC se utiliza como blindaje antibalas.
Esto se debe a sus propiedades de alta dureza y ligereza.
Ofrecen mejor protección con menos peso en comparación con otros materiales.
Esto mejora la movilidad y la eficacia de los equipos de protección.
7. Resistencia al desgaste
Debido a su elevada dureza, el SiC se utiliza en abrasivos y componentes resistentes al desgaste.
Entre ellos se incluyen anillos de sellado y cojinetes.
Estas aplicaciones se benefician del bajo coeficiente de fricción del SiC y de su excelente resistencia al desgaste.
Esto garantiza la durabilidad y longevidad de las piezas mecánicas.
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