Karbid kremíka (SiC)je dôležitý širokopásmový polovodičový materiál široko používaný vo vysokovýkonných a vysokofrekvenčných elektronických zariadeniach. Nižšie sú uvedené niektoré kľúčové parametredoštičky z karbidu kremíkaa ich podrobné vysvetlenie:
Parametre mriežky:
Zabezpečte, aby sa mriežková konštanta substrátu zhodovala s epitaxiálnou vrstvou, ktorá sa má pestovať, aby sa znížili defekty a napätie.
Napríklad 4H-SiC a 6H-SiC majú rôzne mriežkové konštanty, čo ovplyvňuje kvalitu ich epitaxnej vrstvy a výkon zariadenia.
Postupnosť stohovania:
SiC sa skladá z atómov kremíka a atómov uhlíka v pomere 1:1 na makroúrovni, ale poradie usporiadania atómových vrstiev je odlišné, čo bude tvoriť rôzne kryštálové štruktúry.
Bežné kryštálové formy zahŕňajú 3C-SiC (kubická štruktúra), 4H-SiC (hexagonálna štruktúra) a 6H-SiC (hexagonálna štruktúra) a zodpovedajúce skladacie sekvencie sú: ABC, ABCB, ABCACB atď. Každá kryštalická forma má rôzne elektronické charakteristiky a fyzikálne vlastnosti, takže výber správnej kryštálovej formy je rozhodujúci pre konkrétne aplikácie.
Tvrdosť podľa Mohsa: Určuje tvrdosť podkladu, ktorá ovplyvňuje jednoduchosť spracovania a odolnosť proti opotrebovaniu.
Karbid kremíka má veľmi vysokú tvrdosť podľa Mohsa, zvyčajne medzi 9-9,5, čo z neho robí veľmi tvrdý materiál vhodný pre aplikácie, ktoré vyžadujú vysokú odolnosť proti opotrebovaniu.
Hustota: Ovplyvňuje mechanickú pevnosť a tepelné vlastnosti podkladu.
Vysoká hustota vo všeobecnosti znamená lepšiu mechanickú pevnosť a tepelnú vodivosť.
Koeficient tepelnej rozťažnosti: Vzťahuje sa na zväčšenie dĺžky alebo objemu substrátu v porovnaní s pôvodnou dĺžkou alebo objemom, keď teplota stúpne o jeden stupeň Celzia.
Prispôsobenie medzi substrátom a epitaxnou vrstvou pri zmenách teploty ovplyvňuje tepelnú stabilitu zariadenia.
Index lomu: Pre optické aplikácie je index lomu kľúčovým parametrom pri navrhovaní optoelektronických zariadení.
Rozdiely v indexe lomu ovplyvňujú rýchlosť a dráhu svetelných vĺn v materiáli.
Dielektrická konštanta: Ovplyvňuje kapacitné charakteristiky zariadenia.
Nižšia dielektrická konštanta pomáha znižovať parazitnú kapacitu a zlepšovať výkon zariadenia.
Tepelná vodivosť:
Kritické pre aplikácie s vysokým výkonom a vysokou teplotou, ktoré ovplyvňujú účinnosť chladenia zariadenia.
Vďaka vysokej tepelnej vodivosti karbidu kremíka je vhodný pre vysokovýkonné elektronické zariadenia, pretože dokáže účinne odvádzať teplo zo zariadenia.
Pásmová medzera:
Vzťahuje sa na energetický rozdiel medzi hornou časťou valenčného pásma a spodnou časťou vodivého pásma v polovodičovom materiáli.
Materiály s veľkou medzerou vyžadujú vyššiu energiu na stimuláciu elektrónových prechodov, vďaka čomu sa karbid kremíka dobre správa v prostredí s vysokou teplotou a vysokým žiarením.
Porucha elektrického poľa:
Limitné napätie, ktoré môže vydržať polovodičový materiál.
Karbid kremíka má veľmi vysoké prierazné elektrické pole, čo mu umožňuje vydržať extrémne vysoké napätie bez toho, aby sa pokazil.
Rýchlosť saturačného driftu:
Maximálna priemerná rýchlosť, ktorú môžu nosiče dosiahnuť po aplikovaní určitého elektrického poľa v polovodičovom materiáli.
Keď sa intenzita elektrického poľa zvýši na určitú úroveň, rýchlosť nosiča sa už nebude zvyšovať s ďalším zvýšením elektrického poľa. Rýchlosť v tomto čase sa nazýva saturačná driftová rýchlosť. SiC má vysokú rýchlosť driftu saturácie, čo je výhodné pre realizáciu vysokorýchlostných elektronických zariadení.
Tieto parametre spolu určujú výkon a použiteľnosťSiC doštičkyv rôznych aplikáciách, najmä vo vysokovýkonnom, vysokofrekvenčnom a vysokoteplotnom prostredí.
Čas odoslania: 30. júla 2024