Описание подложек для кристаллов SiC
Кристалл SiC имеет множество различных кристаллических структур, которые называются политипами. Наиболее распространенными политипами SiC, разрабатываемыми в настоящее время для электроники, являются кубический 3C-SiC, гексагональные 4H-SiC и 6H-SiC, а также ромбоэдрический 15R-SiC. Эти политипы характеризуются последовательностью укладки биатомных слоев структуры SiC.
Технические характеристики кристаллических подложек SiC
Кристаллическая подложка SiC
|
Формульный вес
|
40.10
|
Постоянная решетки
|
a = 3,07 A c = 10,05 A
|
Последовательность укладки
|
ABCB
|
Технология выращивания
|
MOCVD
|
Полировка
|
Кремниевая поверхность отполирована
|
Межзонная щель
|
3,26 эВ (непрямой)
|
Удельное сопротивление
|
0.01~0.5 Ом-см
|
Твердость
|
9 Мооса
|
Уровень легирования атомами азота
|
10^18-19 см^-3
|
Шероховатость поверхности
|
< 10 A с помощью АСМ
|
Области применения подложек на основе кристаллов SiC
Силовая электроника
Подложки SiC широко используются в силовых электронных устройствах, таких как диоды, транзисторы и тиристоры, благодаря своим превосходным высоковольтным и высокотемпературным характеристикам. Они незаменимы в электромобилях (EV), инверторах и системах возобновляемой энергии, позволяя повысить эффективность и уменьшить размеры и вес устройств.
- Высокотемпературные устройства
Способность SiC выдерживать высокие температуры делает его идеальным для использования в устройствах, работающих в жестких условиях, таких как аэрокосмическая, автомобильная и промышленная отрасли. Он широко используется в мощных и высокочастотных устройствах, таких как радары и системы связи.
- Светодиодное освещение и лазеры
Подложки SiC используются в производстве высокоэффективных светоизлучающих диодов (LED) и лазерных диодов. Высокая теплопроводность и широкая полоса пропускания делают их идеальными для приложений, требующих эффективного отвода тепла и высокой производительности при излучении ультрафиолетового, синего и зеленого света.
- Мощные радиочастотные устройства
SiC используется в радиочастотных устройствах для телекоммуникаций и военных применений благодаря своей способности работать при высоких частотах, напряжениях и температурах. К ним относятся такие компоненты, как радиочастотные транзисторы и усилители.
- Автомобили и электромобили
Подложки SiC все чаще используются в силовых модулях для электромобилей и гибридных автомобилей. Их способность работать при высокой эффективности и высоких температурах помогает улучшить преобразование энергии в системах управления аккумуляторами, приводах электродвигателей и бортовых системах зарядки.
- Солнечные инверторы
Подложки SiC также используются в системах солнечной энергетики, в частности в солнечных инверторах. Использование SiC помогает повысить эффективность преобразования энергии и позволяет создавать более компактные и надежные инверторы для солнечной энергетики.
- Физика высоких энергий
SiC используется в радиационных детекторах и другом оборудовании для физики высоких энергий благодаря своей превосходной радиационной стойкости и тепловым свойствам, что делает его подходящим для таких приложений, как ускорители частиц и системы для исследования космоса.
Упаковка подложек для кристаллов SiC
Для длительного хранения или транспортировки используйте вакуумные или термозапаянные пакеты, чтобы защитить подложки SiC от загрязнения и изменений окружающей среды.
Вопросы и ответы
Вопрос 1 Почему SiC предпочтительнее кремния для подложек в силовой электронике?
Ответ: SiC предпочтительнее, поскольку он может выдерживать более высокие напряжения, работать при более высоких температурах и обладает превосходной теплопроводностью по сравнению с традиционными кремниевыми подложками. Это делает его пригодным для применения в высокомощных и высокотемпературных приложениях, таких как инверторы и источники питания электромобилей.
Вопрос 2 Чем пластины SiC отличаются от стандартных кремниевых пластин?
Ответ: Пластины SiC обладают более высокой теплопроводностью и могут выдерживать более высокие рабочие температуры по сравнению со стандартными кремниевыми пластинами. Это позволяет использовать пластины SiC в приложениях, требующих более надежной работы, таких как электромобили, силовая электроника и промышленные приложения.
Вопрос 3 Что такое эпитаксиальные SiC-подложки?
Ответ: Эпитаксиальные SiC-подложки - это SiC-подложки, на которых тонкий слой высококачественных кристаллов SiC выращен поверх более низкокачественной SiC-подложки. Этот слой улучшает характеристики подложки для конкретных применений, таких как высокопроизводительные силовые или радиочастотные устройства.