Produkcja i zastosowanie płytek epitaksjalnych SiC

Węglik krzemu SiC to złożony materiał półprzewodnikowy składający się z elementów węglowych i krzemowych, który jest jednym z idealnych materiałów do wytwarzania urządzeń pracujących w wysokiej temperaturze, wysokiej częstotliwości, dużej mocy i wysokim napięciu.

W porównaniu z tradycyjnymi materiałami krzemowymi (Si), szerokość pasma wzbronionego węglika krzemu (SiC) jest trzykrotnie większa niż w przypadku krzemu;Przewodność cieplna jest 4-5 razy większa niż w przypadku krzemu;Napięcie przebicia jest 8-10 razy większe niż w przypadku krzemu;Szybkość dryfu nasycenia elektronów jest 2-3 razy większa niż w przypadku krzemu.

Podstawowe zalety surowców węglika krzemu znajdują odzwierciedlenie w:
1) Charakterystyka odporności na wysokie napięcie: niższa impedancja, szersze pasmo wzbronione, zdolne wytrzymać większe prądy i napięcia, co skutkuje mniejszymi projektami produktów i wyższą wydajnością;
2) Charakterystyka rezystancji wysokiej częstotliwości: urządzenia SiC nie mają prądu upływającego podczas procesu wyłączania, co może skutecznie poprawić prędkość przełączania komponentu (około 3-10 razy większą niż Si), odpowiednie dla wyższych częstotliwości i większych prędkości przełączania;
3) Odporność na wysoką temperaturę: SiC ma wyższą przewodność cieplną w porównaniu do krzemu i może pracować w wyższych temperaturach.

Z punktu widzenia przepływu procesów;Proszek SiC poddawany jest procesom krystalizacji, przetwarzania, cięcia, szlifowania, polerowania i czyszczenia, aby ostatecznie utworzyć podłoże.Podłoże ulega wzrostowi epitaksjalnemu w celu uzyskania płytki epitaksjalnej.Z płytek epitaksjalnych wytwarza się urządzenia w takich etapach, jak fotolitografia, trawienie, implantacja jonów i osadzanie.

Pokrój wafel w wykrojniki, zapakuj urządzenia i zmontuj je w moduły w specjalnej obudowie.Łańcuch przemysłowy obejmuje wstępną produkcję substratów i epitaksjalnych, środkową produkcję urządzeń i modułów oraz dalsze zastosowania terminali.

Urządzenia zasilające wykonane z węglika krzemu dzielą się na dwie kategorie w oparciu o różnice w ich wydajności elektrycznej i są szeroko stosowane w takich dziedzinach, jak pojazdy nowej generacji, wytwarzanie energii fotowoltaicznej, transport kolejowy i komunikacja 5G.Ze względu na różne właściwości elektryczne urządzenia wykonane z węglika krzemu dzielą się na przewodzące urządzenia zasilające z węglika krzemu i półizolacyjne urządzenia z węglika krzemu, z różnymi polami zastosowań końcowych dla dwóch typów urządzeń z węglika krzemu.

Przewodzące urządzenia energetyczne z węglika krzemu powstają głównie poprzez hodowanie warstw epitaksjalnych węglika krzemu na podłożach przewodzących, otrzymywanie płytek epitaksjalnych z węglika krzemu i ich dalszą obróbkę.Odmiany obejmują diody Schottky'ego, tranzystory MOSFET, IGBT itp. Są one stosowane głównie w budowie infrastruktury, takiej jak pojazdy elektryczne, wytwarzanie energii fotowoltaicznej, transport kolejowy, centra danych i ładowanie.

Półizolacyjne urządzenia RF na bazie węglika krzemu są wytwarzane poprzez hodowanie warstw epitaksjalnych azotku galu na półizolacyjnych podłożach z węglika krzemu w celu uzyskania płytek epitaksjalnych na bazie węglika krzemu azotku galu.Urządzenia te obejmują HEMT i inne urządzenia RF z azotku galu, używane głównie w komunikacji 5G, komunikacji w pojazdach, zastosowaniach w obronie narodowej, transmisji danych i lotnictwie.