What is Silicon Carbide (SiC) and why is it used?

Silicon Carbide (SiC) is a highly durable, heat-resistant ceramic material with excellent thermal conductivity, mechanical strength, and electrical properties. It is widely used in high-performance applications such as power electronics, automotive, aerospace, and semiconductor industries.

Why is silicon carbide used in semiconductor applications?

Silicon carbide offers high thermal conductivity, wide bandgap, and excellent chemical stability, making it ideal for high-power, high-frequency, and high-temperature semiconductor devices.

How does Silicon Carbide compare to traditional materials like silicon or ceramic?

Silicon Carbide outperforms traditional silicon and many ceramics in high-temperature, high-power, and high-voltage environments . It has superior thermal conductivity, higher breakdown voltage, and greater durability, which make it the material of choice for demanding applications such as power switching, electric vehicles, and renewable energy systems.

What types of SiC parts are commonly used in the semiconductor industry?

Typical parts include wafers, substrates, fixtures, susceptors, rings, and precision mechanical components used in CVD, PVD, and etching processes.

Is Silicon Carbide a good material for high-temperature applications?

Yes, Silicon Carbide excels in high-temperature environments. With a high melting point (around 2,700°C), it can operate at temperatures where traditional materials would fail, making it suitable for high-temperature applications in industries like aerospace, defense, and energy.

Can Silicon Carbide be easily machined or processed?

While Silicon Carbide is incredibly hard and durable, it can be machined with specialized tools such as diamond-coated blades and abrasives. It requires advanced processing techniques, but modern technology allows for precise shaping and cutting for custom components in industries like semiconductor fabrication and high-performance electronics.

炭化ケイ素(SiC/SiSiC)

炭化ケイ素（SiC）は、ダイヤモンドに次いで硬いセラミック材料のひとつである。耐摩耗性と放熱性に優れ、エレクトロニクス、自動車、航空宇宙、産業機械など幅広い産業での使用に最適です。 SiCは広い温度範囲にわたって安定しており、熱変形にも強いため、過酷な条件下でも信頼性が高まる。また、低熱膨張率、優れた熱伝導性、酸やアルカリに対する驚異的な耐性を誇る。 SSiC（炭化ケイ素焼結体）とSiSiC（炭化ケイ素浸潤体）の2つの主なタイプは、大型で複雑な部品の製造に特に適しており、耐久性と精度が不可欠な場合に卓越した性能を発揮します。

(SiC/SiSiC）の利点

良好な滑走性
無毒性で環境に安全
ダイヤモンドに次ぐ硬度
優れた高温耐性
高いヤング率（380～430GPa）
優れた耐熱衝撃性（ΔT = 1,100 K）
高温でも耐食性、耐摩耗性に優れる
高温と低温の両方の条件下で高い強度を維持

(SiC/SiSiC）アプリケーション

高温・高耐圧パワー半導体デバイス
耐摩耗メカニカルシール
熱交換器
高温センサー
光学リフレクター
SiCセラミックベアリング
エネルギー技術部品
パイプラインシステム構成部品
半導体真空チャックセラミックチャック
高温環境用耐火物ライニング

材料特性

プロパティ	単位	炭化ケイ素
密度	g/cm³	3.15
ビッカース硬度	Hv0.5	2650
曲げ強度	MPa	450
圧縮強度	MPa	2650
弾性係数	GPa	430
タフネス	MPa-m	4
ポアソン比	-	0.14
ヤング率	GPa	430
炭化ケイ素の純度	%	99

熱特性

プロパティ	単位	炭化ケイ素
熱伝導率 @ 25°C	W/mK	110
融点	°C	2800
比熱容量	J/gK	0.8
線膨張係数	10-⁶/K	4

電気的特性

プロパティ	単位	炭化ケイ素
誘電率 (1 MHz)	-	10
絶縁破壊電圧	V/cm	1×10⁶
誘電損失 (1 MHz)	-	0.001
抵抗率	Ω・cm	10⁷-10⁹

注：この値は参考値であり、バッチ条件により多少異なる場合がある。

炭化ケイ素加工

炭化ケイ素(SiC)加工は、過酷な環境で使用される高性能部品を製造するために、困難でありながら不可欠なプロセスです。卓越した硬度、高い熱伝導性、耐摩耗性で知られるSiCは、航空宇宙、自動車、エレクトロニクス、エネルギーなどの産業で一般的に使用されています。 SiCの加工この素材は硬く脆いため、従来の方法では切断や成形が困難である。所望の寸法と表面仕上げを達成するために、精密研削、ダイヤモンド工具、レーザー加工がしばしば採用される。ウォータージェット加工や超音波加工などの高度な技術も、複雑な形状に使用することができます。炭化ケイ素を適切に加工することで、高温、高圧、化学的に侵食性の高い環境下でも安定性を維持し、耐久性のある高品質な部品を製造することができます。