Węglik krzemu (SiC)jest ważnym materiałem półprzewodnikowym o szerokim paśmie wzbronionym, szeroko stosowanym w urządzeniach elektronicznych dużej mocy i wysokiej częstotliwości. Poniżej przedstawiono kilka kluczowych parametrówwafle z węglika krzemui ich szczegółowe objaśnienia:
Parametry kraty:
Upewnij się, że stała sieciowa podłoża odpowiada warstwie epitaksjalnej, która ma zostać wyhodowana, aby zmniejszyć defekty i naprężenia.
Na przykład 4H-SiC i 6H-SiC mają różne stałe sieciowe, co wpływa na jakość ich warstwy epitaksjalnej i wydajność urządzenia.
Kolejność układania:
SiC składa się z atomów krzemu i atomów węgla w stosunku 1:1 w skali makro, jednak kolejność ułożenia warstw atomowych jest inna, co doprowadzi do powstania różnych struktur krystalicznych.
Typowe formy kryształów obejmują 3C-SiC (struktura sześcienna), 4H-SiC (struktura sześciokątna) i 6H-SiC (struktura sześciokątna), a odpowiadające im sekwencje układania to: ABC, ABCB, ABCACB itp. Każda forma krystaliczna ma inną elektronikę charakterystyki i właściwości fizyczne, dlatego wybór właściwej formy krystalicznej ma kluczowe znaczenie dla konkretnych zastosowań.
Twardość Mohsa: Określa twardość podłoża, która wpływa na łatwość obróbki i odporność na zużycie.
Węglik krzemu ma bardzo wysoką twardość w skali Mohsa, zwykle pomiędzy 9-9,5, co czyni go bardzo twardym materiałem odpowiednim do zastosowań wymagających dużej odporności na zużycie.
Gęstość: wpływa na wytrzymałość mechaniczną i właściwości termiczne podłoża.
Wysoka gęstość ogólnie oznacza lepszą wytrzymałość mechaniczną i przewodność cieplną.
Współczynnik rozszerzalności cieplnej: odnosi się do wzrostu długości lub objętości podłoża w stosunku do pierwotnej długości lub objętości, gdy temperatura wzrasta o jeden stopień Celsjusza.
Dopasowanie podłoża do warstwy epitaksjalnej pod wpływem zmian temperatury wpływa na stabilność termiczną urządzenia.
Współczynnik załamania światła: W zastosowaniach optycznych współczynnik załamania światła jest kluczowym parametrem w projektowaniu urządzeń optoelektronicznych.
Różnice we współczynniku załamania światła wpływają na prędkość i ścieżkę fal świetlnych w materiale.
Stała dielektryczna: Wpływa na charakterystykę pojemności urządzenia.
Niższa stała dielektryczna pomaga zmniejszyć pojemność pasożytniczą i poprawić wydajność urządzenia.
Przewodność cieplna:
Krytyczne w zastosowaniach wymagających dużej mocy i wysokich temperatur, wpływające na wydajność chłodzenia urządzenia.
Wysoka przewodność cieplna węglika krzemu sprawia, że dobrze nadaje się do urządzeń elektronicznych dużej mocy, ponieważ może skutecznie odprowadzać ciepło z urządzenia.
Pasmo wzbronione:
Odnosi się do różnicy energii pomiędzy górną częścią pasma walencyjnego a dolną częścią pasma przewodnictwa w materiale półprzewodnikowym.
Materiały o szerokich przerwach wymagają wyższej energii do stymulacji przejść elektronowych, co sprawia, że węglik krzemu dobrze sprawdza się w środowiskach o wysokiej temperaturze i wysokim promieniowaniu.
Przebicie pola elektrycznego:
Napięcie graniczne, jakie może wytrzymać materiał półprzewodnikowy.
Węglik krzemu charakteryzuje się bardzo wysokim polem elektrycznym przebicia, co pozwala mu wytrzymać ekstremalnie wysokie napięcia bez przebicia.
Prędkość dryfu nasycenia:
Maksymalna średnia prędkość, jaką nośniki mogą osiągnąć po przyłożeniu określonego pola elektrycznego do materiału półprzewodnikowego.
Gdy natężenie pola elektrycznego wzrośnie do pewnego poziomu, prędkość nośnika nie będzie już rosła wraz z dalszym wzmocnieniem pola elektrycznego. Prędkość w tym momencie nazywana jest prędkością dryfu nasycenia. SiC charakteryzuje się dużą prędkością dryfu nasycenia, co jest korzystne przy realizacji szybkich urządzeń elektronicznych.
Parametry te łącznie określają wydajność i zastosowaniePłytki SiCw różnych zastosowaniach, zwłaszcza w środowiskach o dużej mocy, wysokiej częstotliwości i wysokiej temperaturze.
Czas publikacji: 30 lipca 2024 r