Καρβίδιο του πυριτίου (SiC)είναι ένα σημαντικό υλικό ημιαγωγών ευρείας ζώνης που χρησιμοποιείται ευρέως σε ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής ισχύος και υψηλής συχνότητας. Ακολουθούν ορισμένες βασικές παράμετροι τουγκοφρέτες καρβιδίου του πυριτίουκαι τις αναλυτικές εξηγήσεις τους:
Παράμετροι πλέγματος:
Βεβαιωθείτε ότι η σταθερά του πλέγματος του υποστρώματος ταιριάζει με το επιταξιακό στρώμα που πρόκειται να αναπτυχθεί για να μειωθούν τα ελαττώματα και η πίεση.
Για παράδειγμα, το 4H-SiC και το 6H-SiC έχουν διαφορετικές σταθερές πλέγματος, γεγονός που επηρεάζει την ποιότητα του επιταξιακού στρώματος και την απόδοση της συσκευής.
Ακολουθία στοίβαξης:
Το SiC αποτελείται από άτομα πυριτίου και άτομα άνθρακα σε αναλογία 1:1 σε μακρο κλίμακα, αλλά η σειρά διάταξης των ατομικών στρωμάτων είναι διαφορετική, γεγονός που θα σχηματίσει διαφορετικές κρυσταλλικές δομές.
Οι κοινές κρυσταλλικές μορφές περιλαμβάνουν 3C-SiC (κυβική δομή), 4H-SiC (εξαγωνική δομή) και 6H-SiC (εξαγωνική δομή) και οι αντίστοιχες ακολουθίες στοίβαξης είναι: ABC, ABCB, ABCACB, κ.λπ. Κάθε κρυσταλλική μορφή έχει διαφορετικά ηλεκτρονικά χαρακτηριστικά και φυσικές ιδιότητες, επομένως η επιλογή της σωστής κρυσταλλικής μορφής είναι ζωτικής σημασίας για συγκεκριμένες εφαρμογές.
Σκληρότητα Mohs: Προσδιορίζει τη σκληρότητα του υποστρώματος, η οποία επηρεάζει την ευκολία επεξεργασίας και την αντοχή στη φθορά.
Το καρβίδιο του πυριτίου έχει πολύ υψηλή σκληρότητα Mohs, συνήθως μεταξύ 9-9,5, καθιστώντας το ένα πολύ σκληρό υλικό κατάλληλο για εφαρμογές που απαιτούν υψηλή αντοχή στη φθορά.
Πυκνότητα: Επηρεάζει τη μηχανική αντοχή και τις θερμικές ιδιότητες του υποστρώματος.
Η υψηλή πυκνότητα σημαίνει γενικά καλύτερη μηχανική αντοχή και θερμική αγωγιμότητα.
Συντελεστής θερμικής διαστολής: Αναφέρεται στην αύξηση του μήκους ή του όγκου του υποστρώματος σε σχέση με το αρχικό μήκος ή όγκο όταν η θερμοκρασία αυξάνεται κατά ένα βαθμό Κελσίου.
Η προσαρμογή μεταξύ του υποστρώματος και του επιταξιακού στρώματος υπό αλλαγές θερμοκρασίας επηρεάζει τη θερμική σταθερότητα της συσκευής.
Δείκτης διάθλασης: Για οπτικές εφαρμογές, ο δείκτης διάθλασης είναι βασική παράμετρος στο σχεδιασμό οπτοηλεκτρονικών συσκευών.
Οι διαφορές στον δείκτη διάθλασης επηρεάζουν την ταχύτητα και τη διαδρομή των κυμάτων φωτός στο υλικό.
Διηλεκτρική σταθερά: Επηρεάζει τα χαρακτηριστικά χωρητικότητας της συσκευής.
Μια χαμηλότερη διηλεκτρική σταθερά βοηθά στη μείωση της παρασιτικής χωρητικότητας και στη βελτίωση της απόδοσης της συσκευής.
Θερμική αγωγιμότητα:
Κρίσιμο για εφαρμογές υψηλής ισχύος και υψηλής θερμοκρασίας, επηρεάζοντας την απόδοση ψύξης της συσκευής.
Η υψηλή θερμική αγωγιμότητα του καρβιδίου του πυριτίου το καθιστά κατάλληλο για ηλεκτρονικές συσκευές υψηλής ισχύος, επειδή μπορεί να μεταφέρει αποτελεσματικά τη θερμότητα μακριά από τη συσκευή.
Διάκενο ζώνης:
Αναφέρεται στη διαφορά ενέργειας μεταξύ της κορυφής της ζώνης σθένους και του κάτω μέρους της ζώνης αγωγιμότητας σε ένα υλικό ημιαγωγών.
Τα υλικά με μεγάλο διάκενο απαιτούν υψηλότερη ενέργεια για τη διέγερση των μεταπτώσεων ηλεκτρονίων, γεγονός που κάνει το καρβίδιο του πυριτίου να έχει καλή απόδοση σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας και υψηλής ακτινοβολίας.
Ηλεκτρικό πεδίο διάσπασης:
Η οριακή τάση που μπορεί να αντέξει ένα υλικό ημιαγωγών.
Το καρβίδιο του πυριτίου έχει ένα πολύ υψηλό ηλεκτρικό πεδίο διάσπασης, το οποίο του επιτρέπει να αντέχει σε εξαιρετικά υψηλές τάσεις χωρίς να διασπάται.
Ταχύτητα μετατόπισης κορεσμού:
Η μέγιστη μέση ταχύτητα που μπορούν να φτάσουν οι φορείς μετά από ένα συγκεκριμένο ηλεκτρικό πεδίο εφαρμόζεται σε ένα υλικό ημιαγωγών.
Όταν η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου αυξάνεται σε ένα ορισμένο επίπεδο, η ταχύτητα του φορέα δεν θα αυξάνεται πλέον με περαιτέρω ενίσχυση του ηλεκτρικού πεδίου. Η ταχύτητα αυτή τη στιγμή ονομάζεται ταχύτητα μετατόπισης κορεσμού. Το SiC έχει υψηλή ταχύτητα μετατόπισης κορεσμού, η οποία είναι ευεργετική για την κατασκευή ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής ταχύτητας.
Αυτές οι παράμετροι μαζί καθορίζουν την απόδοση και τη δυνατότητα εφαρμογήςΓκοφρέτες SiCσε διάφορες εφαρμογές, ειδικά σε περιβάλλοντα υψηλής ισχύος, υψηλής συχνότητας και υψηλής θερμοκρασίας.
Ώρα δημοσίευσης: Ιουλ-30-2024