碳化硅是由美国人艾奇逊在1891年电熔金刚石实验时,在实验室偶然发现的一种碳化物,当时误认为是金刚石的混合体,故取名金刚砂,1893年艾奇逊研究出来了工业冶炼碳化硅的方法,也就是大家常说的艾奇逊炉,一直沿用至今,以碳质材料为炉芯体的电阻炉,通电加热石英SIO2和碳的混合物生成碳化硅。
碳化硅由于化学性能稳定、导热系数高、热膨胀系数小、耐磨性能好,除作磨料用外,还有很多其他用途,例如:以特殊工艺把碳化硅粉末涂布于水轮机叶轮或汽缸体的内壁,可提高其耐磨性而延长使用寿命1~2倍;用以制成的高级耐火材料,耐热震、体积小、重量轻而强度高,节能效果好。低品级碳化硅(含SiC约85%)是极好的脱氧剂,用它可加快炼钢速度,并便于控制化学成分,提高钢的质量。此外,碳化硅还大量用于制作电热元件硅碳棒。
碳化硅的硬度很大,莫氏硬度为9.5级,仅次于世界上最硬的金刚石(10级),具有优良的导热性能,是一种半导体,高温时能抗氧化。
关于碳化硅的几个事件
1905年第一次在陨石中发现碳化硅。
1907年第一只碳化硅晶体发光二极管诞生。
1955年理论和技术上重大突破,LELY提出生长高品质碳化概念,从此将SiC作为重要的电子材料。
1958年在波士顿召开第一次世界碳化硅会议进行学术交流。
1978年六、七十年代碳化硅主要由前苏联进行研究。到1978年首次采用"LELY改进技术"的晶粒提纯生长方法。
1987年~至今以CREE的研究成果建立碳化硅生产线,供应商开始提供商品化的碳化硅基。
2001年德国Infineon公司推出SiC二极管产品,美国Cree和意法半导体等厂商也紧随其后推出了SiC二极管产品。在日本,罗姆、新日本无线及瑞萨电子等投产了SiC二极管。
2013年9月29日,碳化硅半导体国际学会“ICSCRM 2013”召开,24个国家的半导体企业、科研院校等136家单位与会,人数达到794人次,为历年来之最。国际知名的半导体器件厂商,如科锐、三菱、罗姆、英飞凌、飞兆等在会议上均展示出了最新量产化的碳化硅器件。
到现在已经有很多厂商生产碳化硅器件比如Cree公司、Microsemi公司、Infineon公司、Rohm公司。