الركيزة SiC 4 بوصة p-type 4H/6H-P n-type 3C-N الصف الصفر الصف الإنتاج الصف المزيف

SiC Substrate 4inch P-type 4H/6H-P N-type 3C-N الصف الصفر الصف الإنتاج الصف المزيف الصف

النوع الـ P SiC الجذري

أساسيات الكربيد السيليكوني من النوع P (SiC) ضرورية في تطوير الأجهزة الإلكترونية المتقدمة، لا سيما للتطبيقات التي تتطلب طاقة عالية، وتردد عال،وأداء درجة حرارة عاليةتدرس هذه الدراسة الخصائص الهيكلية والكهربائية للأسطح SiC من النوع P ، مع التأكيد على دورها في تعزيز كفاءة الجهاز في البيئات القاسية.من خلال تقنيات وصف صارمة، بما في ذلك قياسات تأثير هول، ريمان الطيفية، وتقطيع الأشعة السينية (XRD) ، ونحن نثبت الاستقرار الحراري المتفوقة،والقيادة الكهربائية للرواتب SiC من النوع Pوتكشف النتائج أن الركائز SiC من النوع P تظهر كثافة عيب أقل وتحسين التوحيد المنشط مقارنة مع نظرائها من النوع N.مما يجعلها مثالية لأجهزة أشباه الموصلات القوية من الجيل القادموتختتم الدراسة بملاحظات حول تحسين عمليات نمو SiC من النوع P ، مما يمهد الطريق في نهاية المطاف لأجهزة عالية الطاقة أكثر موثوقية وكفاءة في التطبيقات الصناعية والسيارات.

خصائص سوبرستات SiC من النوع P

1.خصائص كهربائية:

• نوع المنشطات:من النوع P (عادة ما تكون مغلفة بعناصر مثل الألومنيوم (Al) أو البورون (B))
• (باندجاب)3.23 eV (لـ 4H-SiC) أو 3.02 eV (لـ 6H-SiC) ، أوسع من السيليكون (1.12 eV) ، مما يسمح بأداء أفضل في التطبيقات عالية درجة الحرارة.
• تركيز الناقل:عادة في نطاق$\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>}}$10^{15}1015إلى$\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>}}$10^{19}1019سم${}^{<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>}}${-3}−3، اعتمادا على مستوى المنشطات.
• حركة الثقب:تتراوح من 20 إلى 100 سم 2 / فولتس ، وهو أقل من حركة الإلكترونات بسبب الكتلة الفعالة الأثقل للثقوب.
• المقاومة:تتراوح من منخفضة (اعتماداً على تركيز المنشطات) إلى مرتفعة بشكل معتدل، اعتماداً على مستوى المنشطات.

2.الخصائص الحرارية:

• التوصيل الحراري:يحتوي SiC على موصلات حرارية عالية ، حوالي 3.7-4.9 W / cm · K (اعتمادًا على النوع الكلي ودرجة الحرارة) ، وهو أعلى بكثير من السيليكون (~ 1.5 W / cm · K).هذا يسمح لتبديد الحرارة الفعالة في أجهزة عالية الطاقة.
• نقطة ذوبان عالية:حوالي 2700 درجة مئوية، مما يجعلها مناسبة للتطبيقات عالية درجة الحرارة.

3.الخصائص الميكانيكية:

• صلابة:السيك هي واحدة من أصعب المواد، مع صلابة موهز حوالي 9. وهذا يجعلها مقاومة للغاية للاستخدام البدني.
• (مودولوس (يونغحوالي 410-450 ج.ب.أ، مما يشير إلى صلابة ميكانيكية قوية.
• صلابة الكسر:على الرغم من أن SiC صلب ، إلا أنه هش إلى حد ما ، مع صلابة كسر حوالي 3 MPa · m${}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">1</span></span>}\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">/</span></span>}\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">2</span></span>}}$^{1/2}نصف.

4.الخصائص الكيميائية:

• الاستقرار الكيميائي:الـ SiC غير فعال كيميائيًا ومقاوم للغاية لمعظم الأحماض والقليات والأكسدة. وهذا يجعله مناسبًا للاستخدام في البيئات القاسية.
• مقاومة الأكسدة:يشكّل SiC طبقة واقية من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2) عند التعرض للأكسجين في درجات الحرارة العالية، مما يعزز مقاومة الأكسدة.

5.الخصائص البصرية:

• الشفافيةالرواسب SiC ليست شفافة بصريًا في الضوء المرئي ولكن يمكن أن تكون شفافة في الطيف تحت الحمراء ، اعتمادًا على تركيز الدوبينج وسماكة.

6.صلابة الإشعاع:

• يظهر SiC مقاومة ممتازة للأضرار الإشعاعية ، وهو أمر مفيد للتطبيقات الفضائية والنووية.

7.النماذج الشائعة:

• النماذج المتعددة الأكثر شيوعًا لـ SiC المستخدمة في الأجهزة الإلكترونية هي 4H-SiC و 6H-SiC. تختلف هذه النماذج المتعددة في تسلسل التراكم ، مما يؤثر على الخصائص الإلكترونية للمادة ،مثل حركة الناقلة والفجوة.

ورقة البيانات الخاصة بطبقة P SiC Substrate

تطبيق قاع SiC من النوع P

1.إلكترونيات الطاقة:

• أجهزة الجهد العالي:تستخدم الركائز SiC من النوع P في MOSFETs القوية ، وأقطاب Schottky ، والثايريستورات للتطبيقات التي تتطلب جهدًا مرتفعًا وطاقة عالية وكفاءة عالية.هذه الأجهزة حاسمة لأنظمة تحويل الطاقة، بما في ذلك تلك الموجودة في المركبات الكهربائية، وأنظمة الطاقة المتجددة (مثل المحولات الشمسية) ، ومحركات المحرك الصناعية.
• زيادة الكفاءة والموثوقية:الفجوة العريضة لـ SiC تسمح للأجهزة بالعمل عند درجات حرارة أعلى وجهد ووتردات أعلى من الأجهزة التقليدية القائمة على السيليكونمما يؤدي إلى زيادة الكفاءة وتقليل حجم الإلكترونيات القوية.

2.أجهزة الترددات الراديوية و أجهزة الميكروويف:

• التطبيقات عالية التردد:تستخدم أسطوانات SiC من النوع P في مكبرات RF (الترددات الراديوية) والمخلطات والمذبذبات ، وخاصة في أنظمة الاتصالات وأنظمة الرادار والاتصالات عبر الأقمار الصناعية.التوصيل الحراري العالي من SiC يضمن أن هذه الأجهزة تحافظ على الأداء حتى في ظل تشغيل عالية الطاقة.
• تقنية الجيل الخامس:إن القدرة على العمل في ترددات أعلى وكثافة طاقة أعلى تجعل مواد SiC مناسبة للأجهزة في البنية التحتية للاتصالات 5G.

3.مصابيح LED وأجهزة Optoelectronic:

• أسطوانات LED:يستخدم SiC من النوع P كمادة رصيدة لإنتاج مصابيح LED ، وخاصة لإنبعاث الضوء الأزرق والأخضر.استقرارها الحراري ومطابقة الشبكة مع أشباه الموصلات القائمة على النتريد (مثل GaN) تجعلها مناسبة لضوء LED عالي الوضوح المستخدم في إضاءة السيارات، وعرض، والإضاءة العامة.
• أجهزة الكشف الضوئي والخلايا الشمسية:تستخدم أسطوانات SiC في أجهزة الكشف الضوئي للأشعة فوق البنفسجية والخلايا الشمسية عالية الكفاءة بسبب قدرتها على تحمل البيئات القاسية ، مثل درجات الحرارة العالية والتعرض للإشعاع.

4.إلكترونيات عالية الحرارة:

• الطيران والفضاء والدفاع:الأجهزة القائمة على السيكي هي مثالية لتطبيقات الطيران والدفاع، بما في ذلك أنظمة التحكم في محركات الطائرات،حيث يجب أن تعمل المكونات بشكل موثوق عند درجات حرارة عالية وتحت ضغوط ميكانيكية شديدة.
• التنقيب عن النفط والغاز:تستخدم أجهزة SiC في أنظمة الحفر والرصد في الحفرة السفلية ، حيث تكون الإلكترونيات عالية درجة الحرارة ضرورية لتحمل البيئات القاسية من آبار النفط والغاز.

5.تطبيقات السيارات:

• المركبات الكهربائية:الرواسب SiC من النوع P تمكن من إنتاج أجهزة إلكترونية طاقة فعالة تستخدم في محولات المركبات الكهربائية ومشغلات الشحن وأنظمة الطاقة الداخلية.المساهمة في تحسين المدى وسرعة الشحن في المركبات الكهربائية.
• محركات الهجينة والكهربائية:إن الكفاءة العالية والأداء الحراري لأجهزة طاقة SiC تجعلها مناسبة بشكل جيد لتطبيقات مجموعة القوة في السيارات ، حيث يكون خفض الوزن وتحسين كفاءة استخدام الطاقة أمرًا حاسمًا.

6.الطاقة الصناعية والمتجددة:

• محولات الطاقة الشمسيةالسبسترات SiC تسمح لتطوير عوائل أكثر تكثيفا وكفاءة في الأنظمة الكهروضوئية، والتي تحويل الطاقة المتواصلة التي تولدها الألواح الشمسية إلى طاقة التيار المتردد.
• أنظمة طاقة الرياح:في توربينات الرياح ، تستخدم أجهزة SiC لتحسين كفاءة أنظمة تحويل الطاقة ، والحد من خسائر الطاقة وتحسين موثوقية النظام بشكل عام.

7.الأجهزة الطبية:

• معدات التصوير والتشخيص الطبية:تستخدم الأجهزة القائمة على SiC في الأجهزة الإلكترونية عالية التردد والقدرة العالية لأنظمة التصوير مثل أجهزة المسح المقطعي والآلات بالأشعة السينية ، حيث تكون الموثوقية والإدارة الحرارية أمرًا حاسمًا.