دراسة حالة: ابتكار ZMSH مع الركيزة الجديدة 4H/6H-P 3C-N SiC
September 19, 2024
الخلفية
كانت ZMSH منذ فترة طويلة رائدة في تكنولوجيا رقائق وكريستلات كربيد السيليكون (SiC) ، حيث توفر 6H-SiC و 4H-SiC كريستال كريستال لإنتاج الترددات العالية والقوة العالية ودرجة الحرارة العالية ،والأجهزة الإلكترونية المقاومة للإشعاعمع استمرار الطلب على الأجهزة الإلكترونية ذات الأداء العالي في النمو، استثمرت ZMSH في البحث والتطوير،مما أدى إلى إطلاق جيل جديد من الرواسب البلورية 4H/6H-P 3C-N SiCهذا المنتج يدمج الركائز التقليدية 4H / 6H SiC البوليتيب مع 3C-N SiC أفلام جديدة،تقدم تحسينات كبيرة في الأداء للأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة و عالية التردد من الجيل القادم.
تحليل المنتجات القائمة: 6H-SiC و 4H-SiC الكريستال الركائز
خصائص المنتج
- هيكل الكريستال: كل من 6H-SiC و 4H-SiC لها هياكل بلورية مستطيلة. نوع 6H لديه تحرك إلكتروني أقل قليلاً وفترة تردد أضيق.في حين أن نوع 4H يوفر تحرك الكترونات أعلى وفجوة النطاق الأوسع (3.2 eV) ، مما يجعلها مثالية لأجهزة عالية التردد والقوة.
- نوع التوصيل: يدعم النوع N أو العزل شبه ، وتلبية متطلبات تصميم الأجهزة المختلفة.
- التوصيل الحراري: تحتوي أسطوانات SiC على موصلات حرارية تتراوح بين 3.2 و4.9 W / cm · K ، مما يضمن تبديد الحرارة الفعال ، وهو أمر حاسم في الإلكترونيات عالية درجة الحرارة.
- الخصائص الميكانيكية: مع صلابة عالية (صلابة موه 9.2) ، تحتوي مواد SiC على استقرار ميكانيكي ، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات المقاومة للاستعمال والميكانيكي.
- التطبيقات: تستخدم هذه الأساسات في المقام الأول في الأجهزة الإلكترونية الكهربائية والأجهزة عالية التردد وبعض التطبيقات عالية درجة الحرارة ومقاومة للإشعاع.
القيود التقنية
على الرغم من أن 6H-SiC و 4H-SiC أداء جيد في السوق ، إلا أن أدائها لا يزال قصيرًا في بعض التطبيقات عالية التردد والقوة والحرارة العالية.التحديات مثل ارتفاع معدلات العيوب، الحد من تحرك الإلكترونات، والقيود الفاصلة بين النطاقات يعني أن أداء هذه المواد لم تلبي بعد تماما احتياجات الأجهزة الإلكترونية الجيل القادم.السوق يطلب أداء أعلىالمواد ذات العيوب المنخفضة لتعزيز كفاءة الجهاز واستقراره.
الابتكار في المنتج الجديد: 4H / 6H-P 3C-N SiC الكريستال الركائز
لمعالجة قيود المواد التقليدية 6H و 4H-SiC، قدمت ZMSH4H/6H-P 3C-N SiCمن خلال زراعة 3C-N SiC أفلام على 4H/6H-SiC الأساسات، المنتج الجديد يحسن بشكل ملحوظ أداء المواد.
التقدم التكنولوجي
- تكنولوجيا تكامل الأنماط المتعددة: باستخدام تكنولوجيا ترسب البخار الكيميائي (CVD) ، يتم زراعة أفلام 3C-SiC بدقة على الركائز 4H/6H-SiC ، مما يقلل من عدم تطابق الشبكة وكثافة العيوب ،وبالتالي تحسين السلامة الهيكلية للمادة.
- تحسين حركة الإلكترونات: بالمقارنة مع 4H / 6H-SiC التقليدية ، 3C-SiC الكريستال يوفر تحرك الكترونات أعلى ، مما يجعل المادة الجديدة أكثر ملاءمة لتطبيقات عالية التردد.
- فولتاج انقطاع أعلى: أظهرت الاختبارات الكهربائية تحسنًا كبيرًا في فولتاج الانهيار ، مما يجعل المنتج أكثر ملاءمة لتطبيقات الطاقة العالية.
- معدل نقص منخفض: أدت ظروف النمو المثلى إلى تقليل العيوب والانحرافات الكريستالية بشكل ملحوظ ، مما يتيح للمادة الحفاظ على الاستقرار على المدى الطويل في بيئات عالية الضغط ودرجة الحرارة العالية.
- الاندماج البصري الإلكتروني: يمتلك 3C-SiC خصائص إلكترونية بصرية فريدة من نوعها ، مناسبة بشكل خاص لأجهزة الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية وغيرها من التطبيقات الإلكترونية بصرية ، مما يوسع نطاق تطبيق المنتج.
المزايا الرئيسية للمنتج الجديد
- تحرك الكترونات العالي وجهد الانهيار: بالمقارنة مع 6H و 4H-SiC ، يسمح فيلم 3C-N SiC للأجهزة الإلكترونية بالعمل بشكل أكثر استقراراً في ظروف التردد العالي والقوة العالية ،مع تحسين كفاءة النقل وطول عمر الجهاز.
- تحسين الموصلات الحرارية والاستقرار: يظهر مادة SiC الجديدة قيادة حرارية ومستقرّة محسّنة عند درجات حرارة عالية، مما يجعلها مثالية للتطبيقات فوق 1000 درجة مئوية.
- الخصائص البصرية الإلكترونية المتكاملة: الخصائص البصرية الإلكترونية لـ 3C-SiC تعزز من القدرة التنافسية لـ SiC في سوق الأجهزة البصرية الإلكترونية.خاصة في الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية وتطبيقات أجهزة الاستشعار البصرية.
- الاستقرار الكيميائي ومقاومة التآكل: المادة الجديدة من سي سي لديها استقرار متزايد في بيئات التآكل الكيميائي والأكسدة، مما يجعلها مناسبة لبيئات صناعية أكثر تطلبا.
سيناريوهات التطبيق
الجديد4H/6H-P 3C-N SiCالركيزة الكريستالية، مع خصائصها الإلكترونية والبصرية المتفوقة، مثالية للمجالات الرئيسية التالية:
- إلكترونيات الطاقة: فولتاجها العالي والقيادة الحرارية الممتازة تجعلها خيارًا مثاليًا لأجهزة الطاقة العالية مثل MOSFETs و IGBTs و Diodes Schottky.
- أجهزة الترددات الراديوية عالية والمايكروويف: تحرك الإلكترونات العالي يجعله يعمل بشكل جيد بشكل استثنائي في أجهزة الترددات العالية و أجهزة الميكروويف
- أجهزة الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية والإلكترونيات الضوئية: خصائص 3C-SiC الالكترونية تجعل المنتج الجديد مناسب بشكل خاص لتطوير أجهزة الكشف فوق البنفسجية وأجهزة الاستشعار الالكترونية.
نتيجة القضية وتوصية المنتج الجديد
أطلقت ZMSH بنجاح الجيل الجديد من4H/6H-P 3C-N SiCالرواسب البلورية من خلال الابتكار التكنولوجي، مما يعزز بشكل كبير من القدرة التنافسية لمواد SiC في أسواق التطبيقات عالية الطاقة، عالية التردد، والإلكترونيات الضوئية.من خلال زراعة فيلم 3C-N SiC، يقلل المنتج الجديد من معدلات عدم تطابق الشبكة والعيوب ، ويحسن من تحرك الإلكترونات وجهد الانهيار ، ويضمن التشغيل المستقر على المدى الطويل في البيئات القاسية.هذا المنتج ليس فقط مناسبة للإلكترونيات القوية التقليدية ولكن أيضا توسيع سيناريوهات التطبيق في أوبتوإلكترونيات والكشف فوق البنفسجية.
ZMSH يوصي عملائه بتبني4H/6H-P 3C-N SiCمن خلال تبني هذا الابتكار التكنولوجي،يمكن للعملاء تحسين أداء المنتج والتميز في سوق تنافسية متزايدة.
توصية المنتج
رقائق كاربيد السيليكون (SiC) من النوع 4H و 6H P هي مواد حاسمة في أجهزة أشباه الموصلات المتقدمة ، خاصة لتطبيقات الطاقة العالية والوتيرة العالية.سلكية حرارية عالية، وقوة مجال الانهيار الممتازة تجعلها مثالية للعمليات في البيئات القاسية حيث الأجهزة التقليدية القائمة على السيليكون قد تفشل.ويتحقق من خلال عناصر مثل الألومنيوم أو البورون، يقدم حاملات الشحنة الإيجابية (الثقوب) ، مما يتيح تصنيع أجهزة الطاقة مثل الثنائيات والترانزستورات والثيريستورات.