Siliciumcarbide (SiC)is een belangrijk halfgeleidermateriaal met een brede bandafstand dat veel wordt gebruikt in elektronische apparaten met hoog vermogen en hoge frequentie. Hieronder volgen enkele belangrijke parameters vansiliciumcarbidewafelsen hun gedetailleerde uitleg:
Roosterparameters:
Zorg ervoor dat de roosterconstante van het substraat overeenkomt met de epitaxiale laag die moet worden gekweekt om defecten en stress te verminderen.
4H-SiC en 6H-SiC hebben bijvoorbeeld verschillende roosterconstanten, wat de kwaliteit van de epitaxiale laag en de prestaties van het apparaat beïnvloedt.
Stapelvolgorde:
SiC bestaat uit siliciumatomen en koolstofatomen in een verhouding van 1:1 op macroschaal, maar de volgorde van de atoomlagen is anders, waardoor verschillende kristalstructuren zullen ontstaan.
Veel voorkomende kristalvormen zijn onder meer 3C-SiC (kubieke structuur), 4H-SiC (hexagonale structuur) en 6H-SiC (hexagonale structuur), en de overeenkomstige stapelsequenties zijn: ABC, ABCB, ABCACB, enz. Elke kristalvorm heeft verschillende elektronische karakteristieken en fysische eigenschappen, dus het kiezen van de juiste kristalvorm is cruciaal voor specifieke toepassingen.
Mohs-hardheid: Bepaalt de hardheid van het substraat, wat het verwerkingsgemak en de slijtvastheid beïnvloedt.
Siliciumcarbide heeft een zeer hoge Mohs-hardheid, meestal tussen 9-9,5, waardoor het een zeer hard materiaal is dat geschikt is voor toepassingen die een hoge slijtvastheid vereisen.
Dichtheid: beïnvloedt de mechanische sterkte en thermische eigenschappen van het substraat.
Hoge dichtheid betekent over het algemeen betere mechanische sterkte en thermische geleidbaarheid.
Thermische uitzettingscoëfficiënt: Verwijst naar de toename van de lengte of het volume van het substraat ten opzichte van de oorspronkelijke lengte of het oorspronkelijke volume wanneer de temperatuur met één graad Celsius stijgt.
De pasvorm tussen het substraat en de epitaxiale laag onder temperatuurveranderingen beïnvloedt de thermische stabiliteit van het apparaat.
Brekingsindex: Voor optische toepassingen is de brekingsindex een sleutelparameter bij het ontwerp van opto-elektronische apparaten.
Verschillen in brekingsindex beïnvloeden de snelheid en het pad van lichtgolven in het materiaal.
Diëlektrische constante: beïnvloedt de capaciteitskarakteristieken van het apparaat.
Een lagere diëlektrische constante helpt de parasitaire capaciteit te verminderen en de prestaties van het apparaat te verbeteren.
Thermische geleidbaarheid:
Cruciaal voor toepassingen met hoog vermogen en hoge temperaturen, die de koelefficiëntie van het apparaat beïnvloeden.
De hoge thermische geleidbaarheid van siliciumcarbide maakt het zeer geschikt voor elektronische apparaten met hoog vermogen, omdat het de warmte effectief van het apparaat kan afvoeren.
Bandafstand:
Verwijst naar het energieverschil tussen de bovenkant van de valentieband en de onderkant van de geleidingsband in een halfgeleidermateriaal.
Materialen met een grote opening vereisen hogere energie om elektronenovergangen te stimuleren, waardoor siliciumcarbide goed presteert in omgevingen met hoge temperaturen en hoge straling.
Uitsplitsing elektrisch veld:
De grensspanning die een halfgeleidermateriaal kan weerstaan.
Siliciumcarbide heeft een zeer hoog elektrisch veld, waardoor het bestand is tegen extreem hoge spanningen zonder kapot te gaan.
Verzadigingsdriftsnelheid:
De maximale gemiddelde snelheid die dragers kunnen bereiken nadat een bepaald elektrisch veld wordt toegepast in een halfgeleidermateriaal.
Wanneer de elektrische veldsterkte tot een bepaald niveau toeneemt, zal de draaggolfsnelheid niet langer toenemen bij verdere versterking van het elektrische veld. De snelheid op dit moment wordt de verzadigingsdriftsnelheid genoemd. SiC heeft een hoge verzadigingsdriftsnelheid, wat gunstig is voor de realisatie van snelle elektronische apparaten.
Deze parameters bepalen samen de prestaties en toepasbaarheid vanSiC-wafelsin verschillende toepassingen, vooral in omgevingen met hoog vermogen, hoge frequentie en hoge temperaturen.
Posttijd: 30 juli 2024