Untersuchung technischer Einflussgrößen auf die elektrische Leitfähigkeit von festphasen-gesintertem Siliciumcarbid

In der vorliegenden Arbeit wird der Einfluss der Herstellungsbedingungen auf die elektrischen Eigenschaften von festphasen-gesintertem Siliciumcarbid (S-SiC) untersucht. Die Auswirkungen insbesondere der Wärmebehandlung auf das Gefüge und elektrisch relevante Vorgänge wie Dotierung und die Ausbildung der Korngrenzen werden diskutiert. Im Vordergrund steht die Untersuchung des Einflusses der Korngrenzen auf die elektrische Leitfähigkeit, welcher als maßgeblich für die resultierende Leitfähigkeit im Temperaturbereich zwischen Raumtemperatur und 800°C identifiziert wurde. Damit wird ein Beitrag zur Aufklärung der Leitungsvorgänge in polykristallinem, festphasen-gesintertem Siliciumcarbid geleistet. Für die Untersuchungen wurden Proben mit unterschiedlichem Additivgehalt hergestellt und verschiedenen Wärmebehandlungen unterzogen. Anhand der Messung des Temperaturverhaltens der elektrischen Leitfähigkeit zwischen Raumtemperatur und 800°C und die Anpassung der Messdaten an ein Modell wird eine Korrelation zwischen Herstellungsbedingungen und resultierendem Korngrenzeinfluss vorgenommen. Durch das Fügen von Stücken eines SiC-Einkristalls konnten Probenkörper mit einer singulären Korngrenze erzeugt werden, deren Temperaturverhalten der elektrischen Leitfähigkeit mit dem der gesinterten Proben verglichen wird. Des Weiteren wird die Entwicklung eines neuartigen Messaufbaus zur temperaturabhängigen Bestimmung der Ladungsträgerkonzentration und der Thermokraft im Bereich von Raumtemperatur bis 500°C vorgestellt.