مطالعه موردی: نوآوری ZMSH با بستر جدید 4H/6H-P 3C-N SiC

پیشینه

ZMSH مدت ها پیشرو در فناوری وبر و بستر کربید سیلیکون (SiC) بوده است، و زیربناهای کریستالی 6H-SiC و 4H-SiC را برای تولید فرکانس بالا، قدرت بالا، درجه حرارت بالا،و دستگاه های الکترونیکی مقاوم در برابر تشعشعاتبه عنوان تقاضای بازار برای دستگاه های الکترونیکی با عملکرد بالاتر همچنان در حال رشد است، ZMSH در تحقیق و توسعه سرمایه گذاری کرده است،که منجر به راه اندازی نسل جدیدی از بستر های کریستالی 4H/6H-P 3C-N SiC می شوداین محصول بستر های سنتی 4H/6H polytype SiC را با فیلم های جدید 3C-N SiC ادغام می کند.ارائه بهبود قابل توجهی در عملکرد دستگاه های الکترونیکی نسل بعدی با قدرت بالا و فرکانس بالا.

تجزیه و تحلیل محصولات موجود: زیربناهای کریستالی 6H-SiC و 4H-SiC

ویژگی های محصول

• ساختار کریستالی: هر دو 6H-SiC و 4H-SiC دارای ساختارهای کریستالی شش گوشه ای هستند. نوع 6H دارای تحرک الکترون کمی کمتر و فاصله باند باریک تری است.در حالی که نوع 4H تحرک الکترون های بالاتر و فاصله باند گسترده تری را فراهم می کند (3.2 eV) که آن را برای دستگاه های فرکانس بالا و قدرت بالا ایده آل می کند.
• نوع رسانایی: از نوع N یا نیمه عایق پشتیبانی می کند و نیازهای مختلف طراحی دستگاه را برآورده می کند.
• رسانایی حرارتی: زیربناهای SiC دارای رسانایی حرارتی بین 3.2-4.9 W/cm·K هستند که از انتشار حرارتی موثر که برای الکترونیک با دمای بالا ضروری است، اطمینان می دهند.
• خواص مکانیکی: با سختی بالا (سختی Mohs 9.2) ، زیربناهای SiC ثبات مکانیکی را ارائه می دهند، که آنها را برای کاربردهای مقاوم به لباس و مکانیکی مناسب می کند.
• درخواست ها: این سبسترها عمدتاً در دستگاه های الکترونیکی قدرت، دستگاه های فرکانس بالا و برخی از کاربردهای مقاوم در برابر دما و تشعشعات استفاده می شوند.

محدودیت های فنی
اگرچه 6H-SiC و 4H-SiC عملکرد خوبی در بازار داشته اند، عملکرد آنها هنوز در برخی از برنامه های فرکانس بالا، قدرت بالا و دمای بالا کم است.چالش هایی مانند نرخ نقص بالا، تحرک محدود الکترون و محدودیت های باندگاپ به این معنی است که عملکرد این مواد هنوز به طور کامل نیازهای دستگاه های الکترونیکی نسل بعدی را برآورده نکرده است.بازار به عملکرد بالاتري نياز داره، مواد با نقص کمتر برای افزایش کارایی و ثبات دستگاه.

نوآوری در محصول جدید: 4H/6H-P 3C-N SiC Crystal Substrate

برای رفع محدودیت های مواد سنتی 6H و 4H-SiC، ZMSH4H/6H-P 3C-N SiCاین محصول جدید با رشد epitaxially فیلم های 3C-N SiC بر روی 4H/6H-SiC substrates، عملکرد مواد را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد.

پیشرفت های تکنولوژیکی

• تکنولوژی ادغام چند نوع: با استفاده از تکنولوژی رسوب بخار شیمیایی (CVD) ، فیلم های 3C-SiC به طور دقیق بر روی زیربناهای 4H/6H-SiC رشد می کنند، عدم تطابق شبکه و تراکم نقص را کاهش می دهند.بنابراین بهبود یکپارچگی ساختاری مواد.
• تحرک الکترون بهبود یافته: در مقایسه با کریستال های سنتی 4H/6H-SiC، کریستال های 3C-SiC دارای تحرک الکترونی بالاتری هستند که این ماده جدید را برای کاربردهای فرکانس بالا مناسب تر می کند.
• ولتاژ شکستن بالاتر: آزمایش عملکرد الکتریکی نشان می دهد که بهبود قابل توجهی در ولتاژ شکستن وجود دارد، که محصول را برای کاربردهای قدرت بالا مناسب تر می کند.
• نرخ نقص پایین: شرایط رشد بهینه شده به طور قابل توجهی نقص های کریستالی و انحرافات را کاهش داده است، که این ماده را قادر می سازد ثبات طولانی مدت را در محیط های با فشار بالا و دمای بالا حفظ کند.
• ادغام اپتوالکترونیک: 3C-SiC دارای خواص اپتو الکترونیکی منحصر به فرد است، به ویژه برای آشکارسازان ماوراء بنفش و سایر کاربردهای اپتو الکترونیکی مناسب است، که دامنه کاربرد محصول را گسترش می دهد.

مزیت های اصلی محصول جدید

• تحرک الکترون بالاتر و ولتاژ شکستن: در مقایسه با 6H و 4H-SiC، فیلم 3C-N SiC به دستگاه های الکترونیکی اجازه می دهد تا در شرایط فرکانس بالا و قدرت بالا عملکرد پایدار تری داشته باشند.با بهره وری انتقال بهبود یافته و طول عمر دستگاه بیشتر.
• هدایت حرارتی و ثبات بهبود یافته: مواد جدید SiC دارای رسانایی حرارتی بهتر و ثبات در دمای بالا است، که آن را برای کاربردهای بالاتر از 1000 درجه سانتیگراد ایده آل می کند.
• خواص اپتو الکترونیکی یکپارچه: ویژگی های اپتو الکترونیک 3C-SiC باعث افزایش رقابت زیربناهای SiC در بازار دستگاه های اپتو الکترونیک می شود.به خصوص در تشخیص ماوراء بنفش و استفاده از سنسورهای نوری.
• ثبات شیمیایی و مقاومت در برابر خوردگی: ماده جدید SiC ثبات بیشتری در محیط های خوردگی شیمیایی و اکسیداسیون دارد، که آن را برای محیط های صنعتی سخت تر مناسب می کند.

سناریوهای کاربرد

جدید4H/6H-P 3C-N SiCزیربنای کریستالی با خواص برتر الکترونیک و اپتو الکترونیک برای زمینه های کلیدی زیر ایده آل است:

1. الکترونیک برق: ولتاژ شکستن بالا و رسانایی حرارتی عالی آن را به یک انتخاب ایده آل برای دستگاه های با قدرت بالا مانند MOSFET ها، IGBT ها و دیود های Schottky تبدیل می کند.
2. دستگاه های فرکانس بالا RF و مایکروویو: تحرک الکترون بالا باعث می شود که در دستگاه های فرکانس RF و مایکروویو عملکرد فوق العاده خوبی داشته باشد.
3. آشکارسازان ماوراء بنفش و اپتو الکترونیک: خواص اپتو الکترونیک 3C-SiC باعث می شود که این محصول جدید به ویژه برای توسعه آشکارسازان ماوراء بنفش و سنسورهای اپتو الکترونیک مناسب باشد.

نتیجه گیری پرونده و توصیه محصول جدید

ZMSH با موفقیت نسل جدید4H/6H-P 3C-N SiCزیربناهای کریستالی از طریق نوآوری های تکنولوژیکی، به طور قابل توجهی رقابت مواد SiC را در بازارهای برنامه های کاربردی با قدرت بالا، فرکانس بالا و اپتو الکترونیک افزایش می دهد.با رشد اپیتاکسیال فیلم های 3C-N SiC، این محصول جدید نرخ عدم تطابق شبکه و نقص را کاهش می دهد، تحرک الکترون و ولتاژ شکستن را بهبود می بخشد و عملکرد پایدار طولانی مدت را در محیط های خشن تضمین می کند.این محصول نه تنها برای الکترونیک قدرت سنتی مناسب است بلکه سناریوهای کاربرد را در اپتو الکترونیک و تشخیص ماوراء بنفش گسترش می دهد.

ZMSH به مشتریانش توصیه می کنه که4H/6H-P 3C-N SiCبا استفاده از این نوآوری های تکنولوژیکی،مشتریان می توانند عملکرد محصول را بهبود بخشند و در یک بازار به طور فزاینده رقابتی برجسته شوند.

توصیه محصول

4H/6H نوع P Sic Wafer 4 اینچ 6 اینچ Z درجه P درجه D درجه خارج از محور 2.0 °-4.0 ° به سمت نوع P Doping

وافرهای کربید سیلیکون (SiC) 4H و 6H نوع P مواد حیاتی در دستگاه های نیمه هادی پیشرفته هستند، به ویژه برای کاربردهای قدرت بالا و فرکانس بالا.رسانایی حرارتی بالا، و قدرت میدان تجزیه عالی آن را برای عملیات در محیط های خشن که در آن دستگاه های سنتی مبتنی بر سیلیکون ممکن است شکست بخورند، ایده آل می کند.حاصل از عناصر مانند آلومینیوم یا بور، حامل های بار مثبت (سوراخ ها) را معرفی می کند و تولید دستگاه های قدرت مانند دیود، ترانزیستورها و تریستورها را امکان پذیر می کند.