روش فاز مایع: یک پیشرفت تکنولوژیکی کلیدی در رشد تک کریستال کربید سیلیکون (SiC) در آینده

روش فاز مایع: یک پیشرفت تکنولوژیکی کلیدی در رشد تک کریستال کربید سیلیکون (SiC) در آینده

اتحاد نوآوری فناوری نیمه هادی با باند گسترده

به عنوان یک ماده نیمه رسان نسل سوم، کربید سیلیکون (SiC) دارای خواص فیزیکی و الکتریکی استثنایی است، که آن را برای فرکانس بالا، ولتاژ بالا،و دستگاه های نیمه هادی با قدرت بالاSiC در بخش هایی مانند الکترونیک قدرت، مخابرات، خودرو و انرژی استفاده می شود و پایه ای برای تولید مدرن، کارآمد،و سیستم های انرژی پایدار و همچنین برق هوشمند آیندهبا این حال، تولید زیربناهای تک کریستالی SiC همچنان یک چالش فنی مهم است.محیط با فشار پایین و متغیرهای مختلف درگیر در رشد کریستال، تجاری سازی کاربردهای SiC را کند کرده است..

در حال حاضر روش انتقال بخار فیزیکی (PVT) گسترده ترین روش برای رشد تک کریستال SiC در کاربردهای صنعتی است.این روش با مشکلات قابل توجهی در تولید کریستال های تک قطبی 4H-SiC و 3C-SiC p روبرو است.محدودیت های روش PVT عملکرد SiC را در کاربردهای خاص مانند فرکانس بالا، ولتاژ بالا،و دستگاه های IGBT با قدرت بالا (Transistor Bipolar Gate Insulated) و دستگاه های بسیار قابل اعتماد، دستگاه های MOSFET (ترانزیستور اثر میدان فلز اکسید نیمه هادی) با طول عمر طولانی.

در این زمینه، روش فاز مایع به عنوان یک تکنولوژی جدید امیدوار کننده برای رشد کریستال های تک سی سی ظاهر شده است.به ویژه در تولید کریستال های تک نوع 4H-SiC و 3C-SiCاین روش رشد کریستالی با کیفیت بالا را در دمای نسبتا پایین تر به دست می آورد و پایه ای محکم برای تولید دستگاه های نیمه هادی با عملکرد بالا ایجاد می کند.روش فاز مایع امکان کنترل بیشتر عوامل مانند دوپینگ را فراهم می کند.، ساختار شبکه، و سرعت رشد، ارائه انعطاف پذیری بیشتر و تنظیم پذیری، که راه حل های موثر برای چالش های تولید سنتی SiC فراهم می کند.

مزایای روش فاز مایع

با وجود برخی از چالش های فنی در صنعتی کردن روش فاز مایع، مانند ثبات در رشد کریستال، کنترل هزینه و نیازهای تجهیزات،پیشرفت های تکنولوژیکی مداوم و افزایش تقاضا در بازار نشان می دهد که این روش می تواند یک رویکرد اصلی برای رشد تک کریستال SiC باشد.این به ویژه برای تولید دستگاه های الکترونیکی با قدرت بالا، از دست دادن کم، بسیار پایدار و طول عمر طولانی امیدوار کننده است.

اخیراً، پژوهشگر وابسته لی هوئی از موسسه فیزیک، آکادمی علوم چین، سخنرانی در مورد رشد کریستال های تک سی سی با استفاده از روش فاز مایع ارائه داد.ارائه راه حل های کاربردی برای انواع مختلف کریستال SiCبه طور خاص، پیشرفت در رشد 3C-SiC و p-type 4H-SiC single crystals مسیرهای جدیدی را برای صنعتی سازی مواد SiC باز کرده است.این پیشرفت ها یک پایه قوی برای توسعه خودروهای درجه یک را فراهم می کنند.، دستگاه های الکترونیکی صنعتی و پیشرفته.

مزایای فیزیکی کربید سیلیکون

لی هوئی بر مزایای فیزیکی قابل توجهی از SiC در مقایسه با سیلیکون (Si) ، که هنوز هم گسترده ترین ماده مورد استفاده در نیمه هادی های قدرت است، تاکید کرد:

• میدان شکستن بالاتر:میدان تجزیه سی سی سی 10 برابر سیلیکون است، که به آن امکان می دهد بدون شکستن به ولتاژ های بالاتر مقاومت کند. این باعث می شود دستگاه های سی سی در کاربردهای ولتاژ بالا بسیار رقابتی باشند.
• سرعت ارتفاع الکترون اشباع شده:سرعت حرکت SiC2 دو برابر سیلیکون است، که به آن اجازه می دهد در فرکانس های بالاتر کار کند و کارایی دستگاه و سرعت پاسخ را افزایش دهد، که برای برنامه های کاربردی با سرعت بالا بسیار مهم است.
• رسانایی حرارتی بالاتر:رسانایی حرارتی SiC ‬ سه برابر سیلیکون و ۱۰ برابر گالیوم آرسنیید (GaAs) است، که باعث از بین رفتن گرمای کارآمد، تراکم قدرت بالاتر،و کاهش تلفات حرارتی تحت بار سنگین.

چالش ها و چشم انداز آینده

در حالی که روش فاز مایع مزایای متعددی را ارائه می دهد، تحقیقات و توسعه بیشتری برای رسیدگی به چالش هایی مانند تضمین فرآیندهای رشد پایدار، کاهش هزینه های تولید،و بهینه سازی تجهیزاتبا تلاش های مشترک بین موسسات تحقیقاتی و صنایع، انتظار می رود روش فاز مایع نقش مهمی در پیشرفت فن آوری های SiC برای کاربردهای با عملکرد بالا داشته باشد.

اگر نقض قانون وجود داشته باشد، لطفا برای حذف با ما تماس بگیرید.

توصیه های مربوط به محصول

• 3C-SIC WAFER

Aوافرهای 3C-SiC (سیلیکون کربید مکعب)یک بستر نیمه هادی با عملکرد بالا است که با ساختار کریستالی مکعب خود مشخص می شود. بر خلاف سایر انواع کربید سیلیکون (مانند 4H-SiC و 6H-SiC) ،3C-SiC دارای خواص مواد منحصر به فرد است که آن را به ویژه مناسب برای استفاده های خاص می کند.c کاربردهای الکترونیک قدرت، دستگاه های فرکانس بالا و اپتو الکترونیک.

• 4H-N SIC WAFER

4H-SiC (کاربید سیلیکون شش گوشه ای)یک ماده نیمه هادی با باند گپ گسترده است که به خاطر خواص فیزیکی و الکتریکی استثنایی خود شناخته شده است، که آن را به یک انتخاب پیشرو برای کاربردهای قدرت بالا، فرکانس بالا و دمای بالا تبدیل می کند.این یکی از رایج ترین انواع کربید سیلیکون در الکترونیک قدرت به دلیل ویژگی های مواد برتر است..

• 6H-N SIC WAFER

6H-SiC (کاربید سیلیکون شش گوشه ای)از نوع متعدد کربید سیلیکون با ساختار کریستالی شش گوشه ای است. به دلیل فاصله گسترده و خواص گرمایی و مکانیکی عالی شناخته شده است.6H-SiC به طور گسترده ای در کاربردهایی که نیاز به قدرت بالا دارند استفاده می شوداگرچه کمتر از 4H-SiC برای الکترونیک قدرت مدرن رایج است، اما هنوز یک ماده ارزشمند برای کاربردهای خاص است.به خصوص در اپتو الکترونیک و سنسورها.