Εισαγωγή Προϊόντος των 3C-SiC Wafers

Τα 3C-SiC wafers, επίσης γνωστά ως Cubic Silicon Carbide wafers, είναι ένα βασικό μέλος της οικογένειας των ημιαγωγών ευρείας ζώνης. Με τη μοναδική κυβική κρυσταλλική δομή και τις εξαιρετικές φυσικές και χημικές ιδιότητές τους, τα 3C-SiC wafers χρησιμοποιούνται ευρέως στην ηλεκτρονική ισχύος, στις συσκευές ραδιοσυχνοτήτων, στους αισθητήρες υψηλής θερμοκρασίας και σε πολλά άλλα. Σε σύγκριση με το συμβατικό πυρίτιο και άλλους πολυτύπους SiC όπως τα 4H-SiC και 6H-SiC, το 3C-SiC προσφέρει υψηλότερη κινητικότητα ηλεκτρονίων και μια σταθερά πλέγματος πιο κοντά στο πυρίτιο, επιτρέποντας ανώτερη συμβατότητα επιταξιακής ανάπτυξης και μειωμένο κόστος κατασκευής.

Χάρη στην υψηλή θερμική αγωγιμότητα, την ευρεία ζώνη απαγόρευσης και την υψηλή τάση διάσπασης, τα 3C-SiC wafers διατηρούν σταθερή απόδοση υπό ακραίες συνθήκες όπως υψηλή θερμοκρασία, υψηλή τάση και υψηλή συχνότητα, καθιστώντας τα ιδανικά για ηλεκτρονικές συσκευές επόμενης γενιάς υψηλής απόδοσης και εξοικονόμησης ενέργειας.

Ιδιότητα των 3C-SiC Wafers

Διαδικασία Κατασκευής των 3C-SiC Wafers
 

Προετοιμασία Υποστρώματος
Τα 3C-SiC wafers καλλιεργούνται συνήθως σε υποστρώματα πυριτίου (Si) ή καρβιδίου του πυριτίου (SiC). Τα υποστρώματα πυριτίου προσφέρουν πλεονεκτήματα κόστους, αλλά παρουσιάζουν προκλήσεις λόγω των ασυμφωνιών πλέγματος και θερμικής διαστολής που πρέπει να διαχειρίζονται προσεκτικά για την ελαχιστοποίηση των ελαττωμάτων. Τα υποστρώματα SiC παρέχουν καλύτερη αντιστοίχιση πλέγματος, με αποτέλεσμα στρώματα επιταξιακής ανάπτυξης υψηλότερης ποιότητας.

Επιταξιακή Ανάπτυξη Χημικής Εναπόθεσης Ατμών (CVD)
Φιλμ μονόκρυσταλλου 3C-SiC υψηλής ποιότητας καλλιεργούνται σε υποστρώματα μέσω χημικής εναπόθεσης ατμών. Τα αντιδραστικά αέρια όπως το μεθάνιο (CH4) και το σιλάνιο (SiH4) ή οι χλωροσυλάνες (SiCl4) αντιδρούν σε αυξημένες θερμοκρασίες (~1300°C) για να σχηματίσουν τον κρύσταλλο 3C-SiC. Ο ακριβής έλεγχος των ρυθμών ροής αερίου, της θερμοκρασίας, της πίεσης και του χρόνου ανάπτυξης εξασφαλίζει την ακεραιότητα του κρυστάλλου και την ομοιομορφία του πάχους του επιταξιακού στρώματος.

Έλεγχος Ελαττωμάτων και Διαχείριση Τάσης
Λόγω της ασυμφωνίας πλέγματος μεταξύ του υποστρώματος Si και του 3C-SiC, ελαττώματα όπως οι μετατοπίσεις και τα σφάλματα στοίβαξης μπορούν να σχηματιστούν κατά την ανάπτυξη. Η βελτιστοποίηση των παραμέτρων ανάπτυξης και η χρήση στρωμάτων buffer βοηθούν στη μείωση των πυκνοτήτων ελαττωμάτων και στη βελτίωση της ποιότητας των wafers.

Κοπή και Στίλβωση Wafer
Μετά την επιταξιακή ανάπτυξη, το υλικό κόβεται σε τυπικά μεγέθη wafer. Ακολουθούν πολλαπλά στάδια λείανσης και στίλβωσης, επιτυγχάνοντας βελτίωση επιπέδου βιομηχανίας και επιπεδότητα με τραχύτητα επιφάνειας συχνά κάτω από την κλίμακα του νανομέτρου, κατάλληλη για την κατασκευή ημιαγωγών.

Ντοπάρισμα και Ρύθμιση Ηλεκτρικών Ιδιοτήτων
Το ντοπάρισμα τύπου N ή τύπου P εισάγεται κατά την ανάπτυξη ρυθμίζοντας τις συγκεντρώσεις αερίων ντοπαντ όπως το άζωτο ή το βόριο, προσαρμόζοντας τις ηλεκτρικές ιδιότητες των wafers σύμφωνα με τις απαιτήσεις σχεδιασμού της συσκευής. Η ακριβής συγκέντρωση ντοπαρίσματος και η ομοιομορφία είναι κρίσιμες για την απόδοση της συσκευής.

Αρχές Υλικών και Πλεονεκτήματα Απόδοσης
 

Κρυσταλλική Δομή
Το 3C-SiC έχει μια κυβική κρυσταλλική δομή (ομάδα χώρου F43m) παρόμοια με το πυρίτιο, διευκολύνοντας την επιταξιακή ανάπτυξη σε υποστρώματα πυριτίου και μειώνοντας τα ελαττώματα που προκαλούνται από την ασυμφωνία πλέγματος. Η σταθερά του πλέγματος είναι περίπου 4.36 Å.

Ημιαγωγός Ευρείας Ζώνης Απαγόρευσης
Με μια ζώνη απαγόρευσης περίπου 2.3 eV, το 3C-SiC ξεπερνά το πυρίτιο (1.12 eV), επιτρέποντας τη λειτουργία σε υψηλότερες θερμοκρασίες και τάσεις χωρίς ρεύμα διαρροής που προκαλείται από θερμικά διεγερμένα φορείς, βελτιώνοντας σημαντικά την αντοχή της συσκευής στη θερμότητα και την αντοχή στην τάση.

Υψηλή Θερμική Αγωγιμότητα και Σταθερότητα
Το καρβίδιο του πυριτίου παρουσιάζει θερμική αγωγιμότητα κοντά στα 490 W/m·K, σημαντικά υψηλότερη από το πυρίτιο, επιτρέποντας την ταχεία απαγωγή θερμότητας από τις συσκευές, μειώνοντας τη θερμική καταπόνηση και ενισχύοντας τη μακροζωία της συσκευής σε εφαρμογές υψηλής ισχύος.

Υψηλή Κινητικότητα Φορέων
Το 3C-SiC διαθέτει κινητικότητες ηλεκτρονίων περίπου 800 cm²/V·s, υψηλότερες από το 4H-SiC, επιτρέποντας ταχύτερες ταχύτητες μεταγωγής και καλύτερη απόκριση συχνότητας για συσκευές RF και ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής ταχύτητας.

Αντοχή στη Διάβρωση και Μηχανική Αντοχή
Το υλικό είναι εξαιρετικά ανθεκτικό στη χημική διάβρωση και μηχανικά ανθεκτικό, κατάλληλο για σκληρά βιομηχανικά περιβάλλοντα και ακριβείς διαδικασίες μικροκατασκευής.

Εφαρμογές των 3C-SiC Wafers

Τα 3C-SiC wafers χρησιμοποιούνται ευρέως σε διάφορα προηγμένα ηλεκτρονικά και οπτοηλεκτρονικά πεδία λόγω των ανώτερων ιδιοτήτων του υλικού τους:

Ηλεκτρονικά Ισχύος
Χρησιμοποιείται σε MOSFETs ισχύος υψηλής απόδοσης, διόδους Schottky και διπολικούς τρανζίστορ μόνωσης πύλης (IGBTs), το 3C-SiC επιτρέπει στις συσκευές να λειτουργούν σε υψηλότερες τάσεις, θερμοκρασίες και ταχύτητες μεταγωγής με μειωμένες απώλειες ενέργειας.

Συσκευές Ραδιοσυχνοτήτων (RF) και Μικροκυμάτων
Ιδανικό για ενισχυτές υψηλής συχνότητας και συσκευές ισχύος σε σταθμούς βάσης επικοινωνίας 5G, συστήματα ραντάρ και δορυφορικές επικοινωνίες, επωφελούμενο από την υψηλή κινητικότητα ηλεκτρονίων και τη θερμική σταθερότητα.

Αισθητήρες Υψηλής Θερμοκρασίας και MEMS
Κατάλληλο για μικροηλεκτρομηχανικά συστήματα (MEMS) και αισθητήρες που πρέπει να λειτουργούν αξιόπιστα υπό ακραίες θερμοκρασίες και σκληρά χημικά περιβάλλοντα, όπως η παρακολούθηση κινητήρων αυτοκινήτων και η αεροδιαστημική οργανολογία.

Οπτοηλεκτρονική
Χρησιμοποιείται σε υπεριώδη (UV) LED και δίοδοι λέιζερ, αξιοποιώντας την οπτική διαφάνεια και την ανθεκτικότητα στην ακτινοβολία του 3C-SiC.

Ηλεκτρικά Οχήματα και Ανανεώσιμη Ενέργεια
Υποστηρίζει μονάδες μετατροπέων υψηλής απόδοσης και μετατροπείς ισχύος, βελτιώνοντας την απόδοση και την αξιοπιστία σε ηλεκτρικά οχήματα (EVs) και συστήματα ανανεώσιμης ενέργειας.

Συχνές Ερωτήσεις (FAQ) των 3C-SiC Wafers

Ε1: Ποιο είναι το κύριο πλεονέκτημα των 3C-SiC wafers σε σχέση με τα παραδοσιακά wafers πυριτίου;
A1: Το 3C-SiC έχει μια ευρύτερη ζώνη απαγόρευσης (περίπου 2.3 eV) από το πυρίτιο (1.12 eV), επιτρέποντας στις συσκευές να λειτουργούν σε υψηλότερες θερμοκρασίες, τάσεις και συχνότητες με καλύτερη απόδοση και θερμική σταθερότητα.

Ε2: Πώς συγκρίνεται το 3C-SiC με άλλους πολυτύπους SiC όπως το 4H-SiC και το 6H-SiC;
A2: Το 3C-SiC προσφέρει καλύτερη αντιστοίχιση πλέγματος με υποστρώματα πυριτίου και υψηλότερη κινητικότητα ηλεκτρονίων, κάτι που είναι επωφελές για συσκευές υψηλής ταχύτητας και ενσωμάτωση με την υπάρχουσα τεχνολογία πυριτίου. Ωστόσο, το 4H-SiC είναι πιο ώριμο όσον αφορά τη διαθεσιμότητα στην αγορά και έχει μια ευρύτερη ζώνη απαγόρευσης (~3.26 eV).

Ε3: Ποια μεγέθη wafers είναι διαθέσιμα για 3C-SiC;
A3: Τα κοινά μεγέθη περιλαμβάνουν wafers 2 ιντσών, 3 ιντσών και 4 ιντσών. Προσαρμοσμένα μεγέθη ενδέχεται να είναι διαθέσιμα ανάλογα με τις δυνατότητες παραγωγής.

Ε4: Μπορούν τα 3C-SiC wafers να ντοπαριστούν για διαφορετικές ηλεκτρικές ιδιότητες;
A4: Ναι, τα 3C-SiC wafers μπορούν να ντοπαριστούν με ντοπαντ τύπου N ή τύπου P κατά την ανάπτυξη για την επίτευξη της επιθυμητής αγωγιμότητας και των χαρακτηριστικών της συσκευής.

Ε5: Ποιες είναι οι τυπικές εφαρμογές για τα 3C-SiC wafers;
A5: Χρησιμοποιούνται σε ηλεκτρονικά ισχύος, συσκευές RF, αισθητήρες υψηλής θερμοκρασίας, MEMS, UV οπτοηλεκτρονική και μονάδες ισχύος ηλεκτρικών οχημάτων.

Σχετικά Προϊόντα

Wafer SiC 12 ιντσών 300mm Wafer καρβιδίου του πυριτίου Αγωγικό Βαθμού Dummy Τύπου N Βαθμού Έρευνας

4H/6H P-Type Sic Wafer 4inch 6inch Z Grade P Grade D Grade Off Axis 2.0°-4.0° Προς Ντοπάρισμα τύπου P

Σχετικά με εμάς

Η ZMSH ειδικεύεται στην ανάπτυξη, παραγωγή και πώληση ειδικού οπτικού γυαλιού και νέων κρυσταλλικών υλικών. Τα προϊόντα μας εξυπηρετούν την οπτική ηλεκτρονική, την καταναλωτική ηλεκτρονική και τον στρατό. Προσφέρουμε οπτικά εξαρτήματα Sapphire, καλύμματα φακών κινητών τηλεφώνων, Κεραμικά, LT, καρβίδιο του πυριτίου SIC, Χαλαζία και wafers κρυστάλλων ημιαγωγών. Με εξειδικευμένη τεχνογνωσία και εξοπλισμό αιχμής, διαπρέπουμε στην επεξεργασία μη τυποποιημένων προϊόντων, με στόχο να είμαστε μια κορυφαία επιχείρηση υψηλής τεχνολογίας οπτοηλεκτρονικών υλικών.