Metodo di fase liquida: una svolta tecnologica chiave nella futura crescita del carburo di silicio (SiC) a singolo cristallo

Metodo di fase liquida: una svolta tecnologica chiave nella futura crescita del carburo di silicio (SiC) a singolo cristallo

Wide Bandgap Semiconductor Technology Innovation Alliance (Alleanza per l'innovazione nella tecnologia dei semiconduttori a banda larga)

In quanto materiale semiconduttore a banda larga di terza generazione, il carburo di silicio (SiC) vanta proprietà fisiche ed elettriche eccezionali, che lo rendono molto promettente per le reti ad alta frequenza, ad alta tensione,con una tensione di potenza superiore a 50 kVAIl SiC trova applicazioni in settori quali l'elettronica di potenza, le telecomunicazioni, l'automotive e l'energia, costituendo la base per moderni, efficienti,E' un'ottima occasione per sviluppare un'energia sostenibile e sostenibile, e per sviluppare sistemi energetici stabili e l'elettrificazione intelligente del futuro.Tuttavia, la produzione di substrati monocristallini di SiC rimane una sfida tecnica significativa.l'ambiente a bassa pressione e varie variabili coinvolte nella crescita dei cristalli hanno rallentato la commercializzazione delle applicazioni di SiC.

Attualmente, il metodo di trasporto fisico del vapore (PVT) è la tecnica più ampiamente adottata per la crescita di monocristalli di SiC in applicazioni industriali.questo metodo presenta notevoli difficoltà nella produzione di singoli cristalli p-tipo 4H-SiC e 3C-SiC cubiciLe limitazioni del metodo PVT ostacolano le prestazioni del SiC in applicazioni specifiche, quali ad alta frequenza, alta tensione,e dispositivi IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ad alta potenza e altamente affidabili, dispositivi MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) a lunga durata di vita.

In questo contesto, il metodo della fase liquida è emerso come una nuova tecnologia promettente per la coltivazione di singoli cristalli di SiC.in particolare nella produzione di singoli cristalli di tipo p 4H-SiC e 3C-SiCQuesto metodo consente una crescita cristallina di alta qualità a temperature relativamente basse, ponendo una solida base per la fabbricazione di dispositivi semiconduttori ad alte prestazioni.il metodo della fase liquida consente un maggiore controllo su fattori quali il doping, struttura reticolare e tasso di crescita, offrendo una maggiore flessibilità e regolabilità, che fornisce soluzioni efficaci alle sfide della produzione convenzionale di SiC.

I vantaggi del metodo della fase liquida

Nonostante alcune sfide tecniche nell'industrializzazione del metodo della fase liquida, come la stabilità nella crescita dei cristalli, il controllo dei costi e i requisiti di attrezzatura,I continui progressi tecnologici e la crescente domanda del mercato suggeriscono che questo metodo potrebbe diventare un approccio di crescita tradizionale dei singoli cristalli di SiCÈ particolarmente promettente per la fabbricazione di dispositivi elettronici ad alta potenza, a bassa perdita, altamente stabili e a lunga durata.

Recentemente, il ricercatore associato Li Hui dell'Istituto di Fisica dell'Accademia Cinese delle Scienze, ha tenuto un discorso sulla crescita dei singoli cristalli di SiC utilizzando il metodo della fase liquida,- presentare soluzioni applicative per vari tipi di cristalli di SiCIn particolare, le scoperte nella crescita dei singoli cristalli 3C-SiC e 4H-SiC di tipo p hanno aperto nuovi percorsi per l'industrializzazione dei materiali SiC.Questi progressi forniscono una solida base per lo sviluppo di, dispositivi elettronici industriali e di alta gamma.

I vantaggi fisici del carburo di silicio

Li Hui ha evidenziato i significativi vantaggi fisici del SiC rispetto al silicio (Si), che è ancora il materiale più utilizzato nei semiconduttori di potenza:

• Campo di ripartizione superiore:Il campo di degradazione del SiC ′ è 10 volte superiore a quello del silicio, consentendogli di resistere a tensioni più elevate senza degradazione.
• Velocità di deriva degli elettroni saturi più elevata:La velocità di deriva del SiC ′ è il doppio di quella del silicio, consentendogli di operare a frequenze più elevate e di migliorare l'efficienza del dispositivo e la velocità di risposta, che è fondamentale per le applicazioni ad alta velocità.
• Maggiore conduttività termica:La conduttività termica del SiC ̇ è tre volte quella del silicio e 10 volte quella dell'arsenuro di gallio (GaAs), consentendo una dissipazione del calore efficiente, una maggiore densità di potenza,e riduzione delle perdite termiche sotto carichi pesanti.

Sfide e prospettive future

Mentre il metodo della fase liquida offre numerosi vantaggi, sono necessarie ulteriori ricerche e sviluppi per affrontare sfide come garantire processi di crescita stabili, ridurre i costi di produzione,e ottimizzazione delle attrezzatureCon gli sforzi di collaborazione tra istituzioni di ricerca e industrie, il metodo della fase liquida dovrebbe svolgere un ruolo fondamentale nel progresso delle tecnologie SiC per applicazioni ad alte prestazioni.

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Raccomandazioni relative ai prodotti

• 3C-SIC WAFER

AWafer 3C-SiC (carburo di silicio cubico)è un substrato semiconduttore ad alte prestazioni caratterizzato dalla sua struttura cristallina cubica.Il 3C-SiC presenta proprietà materiali uniche che lo rendono particolarmente adatto a specificic applicazioni nell'elettronica di potenza, nei dispositivi ad alta frequenza e nell'optoelettronica.

• 4H-N SIC WAFER

4H-SiC (carburo di silicio esagonale)è un materiale semiconduttore a banda larga noto per le sue eccezionali proprietà fisiche ed elettriche, che lo rendono una scelta leader per applicazioni ad alta potenza, alta frequenza e alta temperatura.È uno dei politipi di carburo di silicio più comunemente utilizzati nell'elettronica di potenza a causa delle sue caratteristiche materiali superiori.

• 6H-N SIC WAFER

6H-SiC (carburo di silicio esagonale)è un politipo di carburo di silicio con una struttura cristallina esagonale, noto per il suo ampio intervallo di banda e per le sue eccellenti proprietà termiche e meccaniche,Il 6H-SiC è ampiamente utilizzato in applicazioni che richiedono un'elevata potenzaSebbene sia meno comune del 4H-SiC per l'elettronica di potenza moderna, rimane un materiale prezioso per applicazioni specifiche.specialmente in optoelettronica e sensori.