Cristali di semi di SiC di diametro di 153, 155, 205, 203 e 208 mm PVT
Abstract of the SiC Seed Crystals
Il carburo di silicio (SiC) è emerso come un materiale vitale nell'industria dei semiconduttori a causa delle sue proprietà uniche, come un ampio intervallo di banda, alta conducibilità termica,E eccezionale forza meccanica.I cristalli semi di SiC svolgono un ruolo cruciale nella crescita di singoli cristalli di SiC di alta qualità, che sono essenziali per varie applicazioni, inclusi dispositivi ad alta potenza e ad alta frequenza.
I cristalli semi di SiC sono piccole strutture cristalline che servono come punto di partenza per la crescita di singoli cristalli di SiC più grandi.Possedono lo stesso orientamento cristallino del prodotto finale desiderato.Il cristallo di semi agisce come un modello, guidando l'arrangiamento degli atomi nel cristallo in crescita.
La tabella degli attributi del cristallo di semi SiC
Immobili |
Valore / Descrizione |
Unità / Note |
Struttura cristallina |
4H, 6H, 3C (più comune: 4H per dispositivi di potenza) |
I politipi variano nella sequenza di impilazione |
Parametri del reticolo |
a=3,073Å, c=10,053Å (4H-SiC) |
Sistema esagonale |
Densità |
3.21 |
g/cm3 |
Punto di fusione |
3100 (sublimi) |
°C |
Conduttività termica |
490 (°C), 390 (°C) (4H-SiC) |
W/(m·K) |
Espansione termica |
4.2×10−6 (c), 4.68×10−6 (c) |
K−1 |
Distanza di banda |
3.26 (4H), 3.02 (6H), 2.36 (3C) |
eV / 300K |
Durezza (Mohs) |
9.2-9.6 |
Secondo solo al diamante |
Indice di rifrazione |
2.65 @ 633nm (4H-SiC) |
|
Costante dielettrica |
9.66 (°c), 10.03 (°c) (4H-SiC) |
1MHz |
Campo di ripartizione |
~3×106 |
V/cm |
Mobilità elettronica |
900-1000 (4H) |
cm2/v·s) |
Mobilità del buco |
100-120 (4H) |
cm2/v·s) |
Densità di dislocazione |
< 103 (migliori sementi commerciali) |
cm−2 |
Densità di micropipe |
< 0,1 (Stato dell'arte) |
cm−2 |
Angolo fuori taglio |
Tipicamente 4° o 8° verso <11-20> |
Per l'epitaxia controllata a passaggio |
Diametro |
100 mm (4"), 150 mm (6"), 200 mm (8") |
Disponibilità commerciale |
Roughness superficiale |
< 0,2 nm (pronto per l'epi) |
Ra (polire a livello atomico) |
Orientazione |
(0001) Fabbricazione a base di Si o C |
Colpisce la crescita epitassiale |
Resistenza |
102-105 (semisolatore) |
O·cm |
Diametri di cristalli di semi di SiC

I tipici diametri per i cristalli di semi di SiC variano da 153 mm a 208 mm, incluse dimensioni specifiche come 153 mm, 155 mm, 203 mm, 205 mm e 208 mm.Queste dimensioni sono selezionate in base all'applicazione prevista e alla dimensione desiderata del singolo cristallo risultante..
1153 mm e 155 mm Seed Crystals.
Questi diametri più piccoli sono spesso utilizzati per setup sperimentali iniziali o per applicazioni che richiedono wafer più piccoli.Permettono ai ricercatori di esplorare varie condizioni di crescita e parametri senza la necessità di grandiEquipaggiamento più costoso.

2203 mm e 205 mm di Seed Crystals.
I diametri di medie dimensioni come questi sono comunemente utilizzati per applicazioni industriali. Forniscono un equilibrio tra l'uso del materiale e le dimensioni dei singoli cristalli finali.Queste dimensioni sono spesso impiegate nella produzione di elettronica di potenza e dispositivi ad alta frequenza.
3208 millimetri di cristalli di semi.
I più grandi cristalli di semi disponibili, come quelli con un diametro di 208 mm, sono tipicamente utilizzati per la produzione ad alto volume.che può essere tagliato in più wafer per la produzioneQuesta dimensione è particolarmente vantaggiosa nelle industrie automobilistiche e aerospaziali, dove i componenti ad alte prestazioni sono essenziali.
Growth Methods for SiC Seed Crystals
The growth of SiC single crystals usually involves several methods, with the physical vapor transport (PVT) method being the most prevalent. Questo processo è caratterizzato dai seguenti passaggi:
Preparation of the Graphite Crucible: SiC powder is placed at the bottom of a graphite crucible. Il crucibile è poi riscaldato alla temperatura di sublimazione di SiC.
As the temperature gradients are established, the SiC powder sublimates into a vapor.
Condensazione: il vapore sale fino alla cima del crogiolo, dove si condensa sulla superficie del cristallo di semi di SiC, facilitando la crescita del singolo cristallo.
Proprietà termodinamiche
I comportamenti termodinamici del SiC durante il processo di crescita sono critici.Il gradiente di temperatura e le condizioni di pressione devono essere attentamente controllate per garantire ottimali tassi di crescita e qualità cristallina.Comprendere queste proprietà aiuta a perfezionare le tecniche di crescita e migliorare il rendimento.

Challenges in SiC Seed Crystal Production
Mentre la crescita dei cristalli di semi di SiC è ben consolidata, persistono diverse sfide:
1Adhesive Layer Density.
When attaching seed crystals to the growth holders, issues such as the uniformity of the adhesive layer can lead to defects. Una scarsa adesione può causare vuoti o distacco durante il processo di crescita.
2Qualità della superficie
Qualsiasi imperfezione può propagarsi attraverso la griglia cristallina, portando a difetti nel prodotto finale.
3. Costi e scalabilità
Produrre cristalli di semi di SiC più grandi è spesso più costoso e richiede tecniche di produzione avanzate.
Domande e risposte
D:Quali sono gli orientamenti più comuni usati nella crescita del SiC?
A:Different orientations of SiC seed crystals yield single crystals with varying characteristics. Le più comuni orientations usate in SiC growth sono 4H-SiC e 6H-SiC,ognuno con caratteristiche elettriche e termiche distinte.La scelta dell'orientamento influenza le prestazioni del dispositivo finale, rendendo cruciale la selezione del cristallo di seme appropriato.