4H/6H Wafer sic tipo P 4 pollici 6 pollici Z grado P grado D grado Off asse: 2.0°-4.0° verso il doping tipo P

4H/6H P-Type sic wafer's abstract

I wafer a carburo di silicio (SiC) di tipo 4H e 6H P sono materiali critici nei dispositivi semiconduttori avanzati, in particolare per applicazioni ad alta potenza e ad alta frequenza.elevata conduttività termica, e l'eccellente resistenza del campo di degradazione lo rendono ideale per operazioni in ambienti difficili in cui i dispositivi tradizionali a base di silicio possono fallire.ottenuto attraverso elementi come l'alluminio o il boro, introduce portatori di carica positiva (fori), che consentono la fabbricazione di dispositivi di potenza come diodi, transistor e tiristor.

Il politipo 4H-SiC è preferito per la sua mobilità elettronica superiore, che lo rende adatto per dispositivi ad alta efficienza e ad alta frequenza,mentre il 6H-SiC trova impiego in applicazioni in cui è essenziale un'elevata velocità di saturazioneEntrambi i politipi presentano un'eccezionale stabilità termica e resistenza chimica, consentendo ai dispositivi di funzionare in modo affidabile in condizioni estreme come alte temperature e alte tensioni.

Questi wafer sono utilizzati in tutti i settori, inclusi veicoli elettrici, sistemi di energia rinnovabile e telecomunicazioni, per migliorare l'efficienza energetica, ridurre le dimensioni dei dispositivi e migliorare le prestazioni.La domanda di sistemi elettronici robusti ed efficienti continua a crescere, le onde SiC di tipo 4H/6H P svolgono un ruolo fondamentale nel progresso della moderna elettronica di potenza.

4H/6H Proprietà del wafer sic di tipo P

Le proprietà dei wafer di carburo di silicio (SiC) di tipo 4H/6H P contribuiscono alla loro efficacia nei dispositivi semiconduttori ad alta potenza e ad alta frequenza.

1.Struttura cristallina (politipi)

• 4H-SiC: caratterizzato da una struttura cristallina esagonale con un'unità di ripetizione a quattro strati; offre una maggiore mobilità elettronica (~950 cm2/V·s) rispetto al 6H-SiC,rendendolo ideale per dispositivi ad alta frequenza e ad alta efficienza.
• 6H-SiC: anch'esso esagonale ma con un'unità di ripetizione a sei strati, ha una mobilità elettronica leggermente inferiore (~ 370 cm2/V·s) ma una velocità di saturazione più elevata, utile in alcune applicazioni ad alta velocità.

2.Doping di tipo P

• Il doping di tipo P si ottiene introducendo elementi come alluminio o boro. Questo processo crea portatori di carica positiva (fori), che consentono la fabbricazione di dispositivi semiconduttori di tipo P.
• Il livello di doping può essere controllato per adattare le proprietà elettriche del wafer, ottimizzandolo per applicazioni specifiche.

3.Large Bandgap (3,23 eV per 4H-SiC e 3,0 eV per 6H-SiC)

• L'ampio intervallo di banda del SiC ̇ consente ai dispositivi di funzionare a temperature, tensioni e frequenze molto più elevate rispetto ai tradizionali wafer di silicio, migliorando la stabilità termica e l'efficienza energetica.

4.Alta conduttività termica (3,7 W/cm·K)

• L'elevata conduttività termica del SiC consente un'efficiente dissipazione del calore, rendendo questi wafer ideali per applicazioni ad alta potenza in cui la gestione del calore è fondamentale.

5.Campo elettrico ad alta rottura (2.8-3 MV/cm)

• I wafer SiC 4H/6H presentano un campo elettrico ad elevata rottura, che consente loro di gestire alte tensioni senza rottura, il che è cruciale per l'elettronica di potenza.

6.Durezza meccanica

• Il SiC è un materiale estremamente duro (durezza di Mohs 9,5), che offre un'eccellente stabilità meccanica e resistenza all'usura, che è vantaggiosa per l'affidabilità a lungo termine in ambienti difficili.

7.Stabilità chimica

• Il SiC è chimicamente inerte e altamente resistente all'ossidazione e alla corrosione, il che lo rende adatto per l'uso in ambienti aggressivi, come in applicazioni automobilistiche e industriali.

8.Bassa densità di difetti

• Le tecniche di fabbricazione avanzate hanno ridotto la densità di difetti nei wafer 4H/6H SiC,che migliora le prestazioni e l'affidabilità dei dispositivi elettronici riducendo al minimo i difetti dei cristalli come lussazioni e micropipes.

9.Alta velocità di saturazione

• Il 6H-SiC ha un'alta velocità di saturazione elettronica, che lo rende adatto per dispositivi ad alta velocità, anche se il 4H-SiC è più comunemente utilizzato per la maggior parte delle applicazioni ad alta potenza a causa della sua mobilità elettronica superiore.

10.Compatibilità con alte temperature

• Sia i Wafer SiC di tipo 4H che 6H P possono funzionare a temperature superiori a 300 °C, ben oltre i limiti del silicio, rendendoli indispensabili nell'elettronica ad alta temperatura.

4H/6H Applicazioni di wafer sic di tipo P

Queste proprietà rendono essenziali i wafer SiC di tipo 4H/6H P in applicazioni che richiedono elettronica di potenza robusta e ad alta efficienza, come veicoli elettrici, sistemi di energia rinnovabile,e motori motori industriali, dove le esigenze di alta densità di potenza, alta frequenza e affidabilità sono primarie.

1. Dispositivi elettronici di potenza:
   I wafer SiC 4H/6H di tipo P sono comunemente utilizzati per la produzione di dispositivi elettronici di potenza come diodi, MOSFET e IGBT. I loro vantaggi includono elevata tensione di rottura, basse perdite di conduzione,e velocità di commutazione veloci, che li rende ampiamente utilizzati nella conversione di potenza, inverter, regolazione di potenza e motori.

2. Apparecchiature elettroniche ad alta temperatura:
   I wafer SiC mantengono prestazioni elettroniche stabili ad alte temperature, rendendoli ideali per applicazioni in ambienti ad alta temperatura, come aerospaziale, elettronica automobilistica,e apparecchiature di controllo industriali.

3. Dispositivi ad alta frequenza:
   A causa dell'elevata mobilità elettronica e della bassa durata di vita del vettore elettronico del materiale SiC, le onde SiC di tipo 4H/6H P sono molto adatte per l'uso in applicazioni ad alta frequenza, come gli amplificatori RF,dispositivi a microonde, e sistemi di comunicazione 5G.

4. Veicoli a nuova energia:
   In veicoli elettrici (EV) e veicoli elettrici ibridi (HEV), i dispositivi di alimentazione a SiC sono utilizzati nei sistemi di propulsione elettrica, nei caricabatterie di bordo,e convertitori CC-CC per migliorare l'efficienza e ridurre le perdite di calore.

5. Energia rinnovabile:
   I dispositivi di alimentazione a SiC sono ampiamente utilizzati nella generazione di energia fotovoltaica, nell'energia eolica e nei sistemi di stoccaggio dell'energia, contribuendo a migliorare l'efficienza di conversione dell'energia e la stabilità del sistema.

6. Apparecchiature ad alta tensione:
   Le elevate caratteristiche di tensione di rottura del materiale SiC lo rendono molto adatto per l'uso nei sistemi di trasmissione e distribuzione di energia ad alta tensione,di potenza superiore a 1000 W, ma non superiore a 1000 W.

7. Apparecchiature mediche:
   In alcune applicazioni mediche, come le macchine a raggi X e altre apparecchiature ad alta energia, i dispositivi SiC sono adottati per la loro elevata resistenza alla tensione e elevata efficienza.

Queste applicazioni sfruttano appieno le caratteristiche superiori dei materiali SiC 4H/6H, come l'alta conducibilità termica, l'elevata resistenza al campo di rottura e l'ampio intervallo di banda,rendendoli adatti all'uso in condizioni estreme.

4H/6H P-Type sic wafer foto vere

Domande e risposte

D:Qual e' la differenza tra 4H-SiC e 6H-SiC?

A:Tutti gli altri politipi di SiC sono una miscela del legame zinco-blenda e wurtzita.6H-SiC è composto da due terzi di legami cubici e un terzo di legami esagonali con una sequenza di impilazione di ABCACB