Substrato SiC 4 pollici tipo p 4H/6H-P tipo n 3C-N grado zero grado di produzione grado finto

SiC Substrato 4 pollici P-tipo 4H/6H-P N-tipo 3C-N Zero Grade Production Grade Dummy Grade

Astratto del substrato SiC di tipo P

I substrati a carburo di silicio (SiC) di tipo P sono essenziali per lo sviluppo di dispositivi elettronici avanzati, in particolare per applicazioni che richiedono alta potenza, alta frequenza,e prestazioni ad alte temperatureQuesto studio indaga le proprietà strutturali ed elettriche dei substrati SiC di tipo P, sottolineando il loro ruolo nel migliorare l'efficienza del dispositivo in ambienti difficili.Attraverso tecniche di caratterizzazione rigorose, comprese le misurazioni dell'effetto Hall, la spettroscopia di Raman e la diffrazione a raggi X (XRD), dimostriamo la stabilità termica superiore, la mobilità del vettore,e conduttività elettrica dei substrati SiC di tipo PI risultati rivelano che i substrati SiC di tipo P presentano densità di difetti inferiori e un'uniformità di doping migliorata rispetto alle controparti di tipo N.rendendoli ideali per dispositivi semiconduttori di potenza di prossima generazioneLo studio conclude con informazioni sull'ottimizzazione dei processi di crescita del SiC di tipo P, aprendo infine la strada a dispositivi ad alta potenza più affidabili ed efficienti per applicazioni industriali e automobilistiche..

Proprietà del substrato SiC di tipo P

1.Proprietà elettriche:

• Tipo di doping:Tipo P (tipicamente dopato con elementi come alluminio (Al) o boro (B))
• Bandgap:3.23 eV (per 4H-SiC) o 3.02 eV (per 6H-SiC), più ampio di quello del silicio (1.12 eV), che consente prestazioni migliori in applicazioni ad alta temperatura.
• Concentrazione del vettore:Tipicamente nell'intervallo di$\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">1</span></span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">0</span></span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">15</span></span>}}$10^{15}1015a$\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">1</span></span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">0</span></span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">19</span></span>}}$10^{19}1019cm${}^{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">-\; -\; -</span></span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">3</span></span>}}$- Si', certo.- - -3, a seconda del livello di doping.
• Mobilità del buco:Varia da 20 a 100 cm2/V·s, che è inferiore alla mobilità elettronica a causa della massa effettiva più pesante dei fori.
• Resistenza:La resistenza varia da bassa (a seconda della concentrazione di doping) a moderatamente alta, a seconda del livello di doping.

2.Proprietà termiche:

• Conduttività termica:Il SiC ha un'elevata conduttività termica, intorno a 3,7-4,9 W/cm·K (a seconda del politipo e della temperatura), molto superiore al silicio (~1,5 W/cm·K).Questo consente un'efficace dissipazione del calore nei dispositivi ad alta potenza.
• Punto di fusione elevatoCirca 2700°C, che lo rende adatto per applicazioni ad alta temperatura.

3.Proprietà meccaniche:

• Durezza:Il SiC è uno dei materiali più duri, con una durezza di Mohs di circa 9. Questo lo rende altamente resistente all'usura fisica.
• Modulo di Young:Circa 410-450 GPa, indicando una forte rigidità meccanica.
• Durezza alla frattura:Sebbene il SiC sia duro, è piuttosto fragile, con una resistenza alla frattura di circa 3 MPa·m${}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">1</span></span>}\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">/</span></span>}\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">2</span></span>}}$- Si', certo.1/2.

4.Proprietà chimiche:

• Stabilità chimica:Il SiC è chimicamente inerte e altamente resistente alla maggior parte degli acidi, delle alcali e dell'ossidazione.
• Resistenza all'ossidazione:Il SiC forma uno strato protettivo di biossido di silicio (SiO2) quando è esposto all'ossigeno ad alte temperature, il che aumenta la sua resistenza all'ossidazione.

5.Proprietà ottiche:

• Trasparenza:I substrati di SiC non sono otticamente trasparenti nella luce visibile, ma possono essere trasparenti nello spettro infrarosso, a seconda della concentrazione e dello spessore del doping.

6.Durezza alle radiazioni:

• Il SiC presenta un'eccellente resistenza ai danni causati dalle radiazioni, il che è utile per le applicazioni spaziali e nucleari.

7.Politipi comuni:

• I politipi più comuni di SiC utilizzati nei dispositivi elettronici sono 4H-SiC e 6H-SiC. Questi politipi differiscono nella loro sequenza di impilazione, che influenza le proprietà elettroniche del materiale,come la mobilità del vettore e il bandgap.

Scheda dati del substrato SiC di tipo P

Applicazione del substrato SiC di tipo P

1.Potenza elettronica:

• Dispositivi ad alta tensione:I substrati SiC di tipo P sono utilizzati in MOSFET di potenza, diodi di Schottky e tiristori per applicazioni che richiedono alta tensione, alta potenza e alta efficienza.Questi dispositivi sono cruciali per i sistemi di conversione di potenza, compresi quelli utilizzati nei veicoli elettrici, nei sistemi di energia rinnovabile (ad esempio, inverter solari) e nei motori industriali.
• Maggiore efficienza e affidabilità:L'ampia banda di SiC consente ai dispositivi di funzionare a temperature, tensioni e frequenze più elevate rispetto ai dispositivi tradizionali a base di silicio,che porta a una maggiore efficienza e una dimensione ridotta dell'elettronica di potenza.

2.Dispositivi RF e microonde:

• Applicazioni ad alta frequenza:I substrati SiC di tipo P sono utilizzati in amplificatori, miscelatori e oscillatori RF (Radio Frequency), in particolare nei sistemi di comunicazione, nei sistemi radar e nelle comunicazioni satellitari.L'elevata conduttività termica del SiC garantisce che questi dispositivi mantengano le prestazioni anche in condizioni di funzionamento ad alta potenza.
• Tecnologia 5GLa capacità di operare a frequenze più elevate e densità di potenza più elevate rende i substrati di SiC ideali per i dispositivi nell'infrastruttura di comunicazione 5G.

3.LED e dispositivi optoelettronici:

• Substrati a LED:Il SiC di tipo P è utilizzato come materiale di substrato per la produzione di LED, in particolare per l'emissione di luce blu e verde.La sua stabilità termica e la sua corrispondenza con i semiconduttori a base di nitruri (come il GaN) lo rendono adatto per i LED ad alta luminosità utilizzati nell'illuminazione automobilistica, display e illuminazione generale.
• Dispositivi per la trasmissione di energia elettricaI substrati di SiC sono utilizzati nei fotodettori UV e nelle celle solari ad alta efficienza a causa della loro capacità di resistere a ambienti estremi, come alte temperature e esposizione alle radiazioni.

4.elettronica ad alta temperatura:

• Aerospaziale e Difesa:I dispositivi a base di SiC sono ideali per applicazioni aerospaziali e di difesa, compresi i sistemi di controllo dei motori a reazione,quando i componenti devono funzionare in modo affidabile a temperature elevate e sotto stress meccanici estremi.
• Esplorazione di petrolio e gas:I dispositivi SiC sono utilizzati nei sistemi di perforazione e monitoraggio dei pozzi, dove è necessaria un'elettronica ad alta temperatura per resistere agli ambienti difficili dei pozzi di petrolio e gas.

5.Applicazioni automobilistiche:

• Veicoli elettrici:i substrati SiC di tipo P consentono la produzione di elettronica di potenza efficiente utilizzata negli inverter, caricabatterie e sistemi di alimentazione di bordo dei veicoli elettrici,contribuire a migliorare l'autonomia e la velocità di ricarica dei veicoli elettrici.
• Motori ibridi ed elettrici:La maggiore efficienza e le prestazioni termiche dei dispositivi di alimentazione a SiC li rendono idonei per le applicazioni del gruppo motore automobilistico, dove ridurre il peso e migliorare l'efficienza energetica sono fondamentali.

6.Energia industriale e rinnovabile:

• Invertitori solari:I substrati SiC consentono lo sviluppo di inverter più compatti ed efficienti nei sistemi fotovoltaici, che convertono l'energia CC generata dai pannelli solari in energia CA.
• Sistemi di energia eolicaNelle turbine eoliche, i dispositivi SiC sono utilizzati per migliorare l'efficienza dei sistemi di conversione dell'energia, riducendo le perdite di energia e migliorando l'affidabilità complessiva del sistema.

7.Dispositivi medici

• Apparecchiature mediche per l'imaging e la diagnosi:I dispositivi basati su SiC sono utilizzati in elettronica ad alta frequenza e alta potenza per sistemi di imaging come scanner CT e macchine a raggi X, dove l'affidabilità e la gestione termica sono cruciali.