Silicio karbido plokštelė

Silicio karbido plokštelės naudojamos kaip maitinimo elektronikos prietaisų, pavyzdžiui, diodų ir MOSFET, substratai, pasižymintys išskirtiniu kietumu, stabilumu veikiant karščiui ir įtampai bei atsparumu oksidacijai. Galimi 100 mm ir 150 mm skersmens dydžiai.

Šie padėklai taip pat apsaugo nuo terminio šoko, kurį sukelia staigūs temperatūros pokyčiai, o dėl mažo šiluminio plėtimosi koeficiento jie tinka mažiems prietaisams ir didesniam tranzistorių skaičiui vienoje mikroschemoje sutalpinti.

Didelio našumo puslaidininkis

Silicio karbidas yra neįtikėtinai lanksti puslaidininkinė medžiaga, puikiai tinkanti naudoti įvairiose galios elektronikos srityse. Dėl plataus draustinės juostos tarpo ir didelio pramušamojo elektrinio lauko, tinkamai panaudojus silicio karbidą, gerokai padidėja efektyvumas.

Silicio karbido (SiC) plokštelės yra esminiai efektyvių galios elektronikos prietaisų komponentai, pasižymintys neprilygstamu patvarumu aukštoje temperatūroje ir ekstremaliomis aplinkos sąlygomis. Jų puikus šilumos laidumas taip pat leidžia šilumai išsisklaidyti eksploatacijos metu, todėl SiC yra puikus kandidatas reikliems galios taikymams.

Silicio karbido substratai turi daug privalumų, palyginti su įprastesnėmis medžiagomis, tokiomis kaip silicis ir safyras, įskaitant jų kietumą. Be to, šie nereaktyvūs substratai aukštoje temperatūroje nereaguoja su rūgštimis, šarmais ar išlydytomis druskomis, pasižymi mažu šiluminiu plėtimosi greičiu ir atsparumu šiluminiams smūgiams, o tai lemia jų tvirtumą.

SiC plokštelių kokybę galima įvertinti pagal tokius veiksnius kaip kristalų orientacija, paviršiaus šiurkštumas, defektų tankis ir plokštelės dydis. Tiksliam šių elementų įvertinimui naudojant pažangius apibūdinimo metodus, tokius kaip rentgeno spindulių topografija ir fotoliuminescencijos žemėlapiai, gamintojams suteikiama galimybė stebėti našumą ir laikytis pramonės standartų.

Platus dažnių juostos tarpas

Plačiajuosčiai puslaidininkiai yra labai svarbūs kuriant būsimų kartų didelio našumo elektroninius prietaisus. Dėl savo išskirtinių savybių, įskaitant plačius energijos tarpus, didelius pramušamuosius elektrinius laukus ir išskirtinį šiluminį laidumą, jie puikiai tinka galios elektronikos ir radijo dažnių (RF) taikymams.

Medžiagos draustinė juosta - tai energijos barjeras, skiriantis valentinę ir laidumo juostas, ir parodo, ar medžiaga gali sustiprinti arba perjungti elektroninius signalus ir elektros energiją.

Silicio karbidas yra dažniausiai naudojama plačiajuostė puslaidininkinė medžiaga. Jis plačiai naudojamas radijo dažnių (RF) ir didelės spartos tranzistoriuose, veikiančiuose aukštesnėse įtampose ir temperatūrose, taip pat energijos konversijos sistemose, kurios yra neatsiejama atsinaujinančiosios energijos ir tinklų infrastruktūros sistemų dalis.

Dėl plataus SiC juostos tarpo šie puslaidininkiai gali veikti esant didesnei įtampai ir mažesniems nuostoliams, o tai reiškia, kad mažiau energijos prarandama didinant perdavimo greitį ir didinant dažnį ryšių sistemose. Todėl SiC yra viena perspektyviausių ateities elektronikos, energijos vartojimo efektyvumo ir tvarumo technologijų.

Didelis šilumos laidumas

Silicio karbidas plačiai naudojamas įvairiems elektroniniams prietaisams gaminti. Ši medžiaga pasižymi dideliu laidumu ir atsparumu šiluminiams smūgiams - dėl šių savybių ji ypač tinka prietaisams, veikiantiems aukštoje temperatūroje arba esant aukštai įtampai.

Dėl patvarumo ir cheminio inertiškumo ši medžiaga yra ideali. Ji nereaguoja su rūgštimis ar šarmais ir gali atlaikyti iki 2700 laipsnių C temperatūrą, neišsilydydama. Be to, dėl savo energijos juostos tarpo ji atspari elektromagnetiniams trikdžiams ir spinduliuotei.

Silicio karbido (SiC) plokštelės yra esminiai pažangių elektroninių prietaisų elementai. Jos gaminamos iš monokristalinių luitų, sudarytų iš didelio grynumo safyro, germanio arba silicio, kurie vėliau preciziškais pjūklais supjaustomi į plokštes, skirtas gamybai - 4H-SiC ir 6H-SiC plokštelės ypač populiarios dėl didesnio elektronų judrumo ir platesnio juostos tarpo savybių - ir naudojamos trumpųjų bangų optikoje, aukštatemperatūriuose puslaidininkiuose ir galios elektronikoje.

Maža įjungimo varža

Silicio karbido (SiC) plokštelės yra moderniausios galios puslaidininkių technologijos pagrindas ir labai svarbios atsinaujinančiosios energijos, elektrinių transporto priemonių ir aviacijos bei kosmoso srityse. Deja, SiC plokštelių gamyba yra intensyvus ir sudėtingas procesas.

Silicio karbidas skiriasi nuo silicio tuo, kad turi platesnį juostos tarpą, t. y. elektronams sunkiau pereiti iš valentinės juostos į laidumo juostą ir atvirkščiai. Dėl šio skirtumo silicio karbido substratai gali atlaikyti didesnius elektrinius laukus.

Silicio karbido plokštelės pasižymi mažu atsparumu įjungimui ir yra pakankamai kietos, kad atlaikytų net atšiauriausias aplinkos sąlygas, todėl puikiai tinka aukštoms temperatūroms, pvz., elektromobilių keitikliams ir pramoninei įrangai.

Gamintojai, SiC plokštelėms gaminti naudojantys chemines poliravimo suspensijas ir veltinio arba poliuretanu impregnuotus poliravimo padus, naudoja chemines poliravimo suspensijas ir poliuretanu impregnuotus poliravimo padus, kad pašalintų oksido sluoksnio pažeidimus substrato paviršiuje, o po poliravimo uždeda poliuretano arba silicio nitrido plėvelės apsaugą, kad substrato paviršius būtų lygus ir apsaugotas nuo tolesnių pažeidimų atliekant apdorojimo etapus. Jie gali pagaminti iki dešimties 150 mm storio plokštelių, naudodami vienos plokštelės partijos įrankius, tačiau gamybos pajėgumų apribojimai riboja rinkos gamybos pajėgumus.

Didelis kietumas

Silicio karbido (SiC) plokštelės yra labai svarbios vystant daugelį technologijų, nuo galios elektronikos iki 5G tinklų. SiC gali pakeisti įvairias puslaidininkių programas.

SiC yra sudėtinis puslaidininkis, sudarytas iš silicio ir anglies atomų, sujungtų į naujovišką kristalinę struktūrą, vadinamą tetraedrinės jungties konfigūracija, todėl pasižymi įvairiomis unikaliomis fizikinėmis savybėmis. Pirmą kartą komerciškai pagamintas 1893 m. kaip pramoninis abrazyvas, nuo to laiko jis pradėtas naudoti daugelyje puslaidininkių sričių, įskaitant Šotkio diodus (tiek jungties barjero Šotkio diodus, tiek jungties barjero Šotkio diodus), jungiklius ir metalo oksido puslaidininkių lauko tranzistorius.

Priešingai nei tradicinės silicio plokštelės, silicio karbidas pasižymi ypatingu atsparumu oksidacijai ir cheminiu inertiškumu bei dideliu mechaniniu tvirtumu - tai vienintelė puslaidininkinė medžiaga, galinti atlaikyti kosmoso sąlygas, pavyzdžiui, ekstremalias temperatūras ir radiacijos lygį.

Aukštos kokybės SiC plokštelės kūrimas prasideda nuo lygaus ir mažai šiurkštaus paviršiaus sukūrimo. Chemiškai mechaninis poliravimas (CMP), paskutinis plokštelių gamybos etapas, skirtas paruošti substratą epitaksiniam augimui ir minimaliai pakeisti plokštelių formą.