SIC monocristalino condutivo de 6 polegadas em SIC COMPOSITO POLICRISTAL

O SiC de cristal único condutor de 6 polegadas em substrato composto de SiC policristalino

Resumo do SiC de cristal único condutor de 6 polegadas em substrato composto de SiC policristalinoe

O6 polegadas condutor de um único cristal SiC em policristalO substrato composto de linha SiC é um novo tipo de estrutura de substrato semicondutor.

O seu núcleo consiste na ligação ou no crescimento epitaxial de uma película fina de SiC condutora de um único cristal num substrato policristalino de carburo de silício (SiC).A sua estrutura combina os elevados desempenhos do SiC monocristalino (como a elevada mobilidade do portador e a baixa densidade de defeito) com as vantagens de baixo custo e grande dimensão dos substratos de SiC policristalino.

É adequado para a fabricação de dispositivos de alta potência e alta frequência e é particularmente competitivo em aplicações rentáveis.Os substratos policristalinos de SiC são preparados através de processos de sinterização, o que reduz o custo e permite tamanhos maiores (como 6 polegadas), mas sua qualidade cristalina é mais pobre e não é adequada para dispositivos de alto desempenho diretamente.

Tabela de atributos, características técnicas e vantagens deO SiC de cristal único condutor de 6 polegadas em substrato composto de SiC policristalino

Tabela de atributos

Características técnicas e vantagens

Alta condutividade:

Os filmes de SiC de cristal único atingem baixa resistividade (< 10−3 Ω·cm) através de dopagem (por exemplo, dopagem de nitrogênio para o tipo n), cumprindo os requisitos de baixa perda para dispositivos de potência.

Alta condutividade térmica:

O SiC tem mais de três vezes a condutividade térmica do silício, permitindo uma dissipação de calor eficaz adequada para ambientes de alta temperatura, como inversores EV.

Características de alta frequência:

A elevada mobilidade dos elétrons do SiC monocristalino permite a comutação de alta frequência, incluindo dispositivos de RF 5G.

Redução de custos através de substratos policristalinos:

Os substratos policristalinos de SiC são produzidos por sinterização em pó, custando apenas cerca de 1/5 a 1/3 dos substratos de cristal único e escaláveis para 6 polegadas ou tamanhos maiores.

Tecnologia de ligação heterogênea:

Processos de ligação a altas temperaturas e pressões permitem a ligação a nível atómico entre as interfaces do SiC monocristalino e do substrato policristalino,evitar defeitos comuns no crescimento epitaxial tradicional.

Melhor resistência mecânica:

A alta resistência dos substratos policristalinos compensa a fragilidade do SiC de cristal único, aumentando a confiabilidade do dispositivo.

Exibição de imagem física

Processo de fabrico do SiC de cristal único condutor de 6 polegadas em substrato composto de SiC policristalino

Preparação de substrato de SiC policristalino:

O pó de carburo de silício é formado em substratos policristalinos (~ 6 polegadas) através de sinterização a alta temperatura.

Crescimento da película de SiC monocristalino:

As camadas de SiC de cristal único são cultivadas epitaxialmente no substrato policristalino usando deposição química de vapor (CVD) ou transporte físico de vapor (PVT).

Tecnologia de ligação:

A ligação a nível atômico nas interfaces monocristalinas e policristalinas é obtida através de ligação de metais (por exemplo, pasta de prata) ou ligação direta (DBE).

Tratamento de recozimento:

O recozimento a alta temperatura otimiza a qualidade da interface e reduz a resistência ao contacto.

As principais áreas de aplicação deo SiC monocristalino condutor de 6 polegadas em substrato composto de SiC policristalino

Veículos de nova energia

- Inversores principais: os MOSFETs SiC monocristalinos condutores melhoram a eficiência do inversor (reduzindo as perdas em 5% a 10%) e reduzem o tamanho e o peso. - Carregadores a bordo (OBC):Características de comutação de alta frequência reduzem os tempos de carregamento e suportam plataformas de alta tensão de 800 V.

Fornecimento de energia industrial e fotovoltaicos

- Inversores de alta frequência: alcançar uma maior eficiência de conversão (> 98%) nos sistemas fotovoltaicos, reduzindo o custo global do sistema.

- Redes inteligentes: reduzir as perdas de energia nos módulos de transmissão de corrente contínua de alta tensão (HVDC).

Aeronáutica e Defesa

- Dispositivos resistentes à radiação: a resistência à radiação dos SiC ̊ de cristal único é adequada aos módulos de gestão de energia por satélite.

- Sensores do motor: a tolerância a altas temperaturas (> 300°C) simplifica a concepção do sistema de arrefecimento.

RF e Comunicações

- Dispositivos de onda milimétrica 5G: os GaN HEMT baseados em SiC de cristal único fornecem saída de alta frequência e alta potência.

- Comunicações por satélite: substratos policristalinos resistentes às vibrações adaptam-se a ambientes espaciais adversos.

Perguntas e respostas

P:Quão condutor é um SiC de cristal único condutor de 6 polegadas em um substrato composto policristalino de SiC?

A:Fonte de condutividade: a condutividade do SiC monocristalino é obtida principalmente por dopagem com outros elementos (como nitrogênio ou alumínio).resultando em diferentes condutividades eléctricas e concentrações de portadores.

Influência do SiC policristalino: O SiC policristalino normalmente apresenta menor condutividade devido a defeitos de rede e discontinuidades que afetam suas propriedades condutoras.em um substrato composto, a porção policristalina pode ter algum efeito inibitório sobre a condutividade global.

Vantagens da estrutura composta:A combinação de SiC de cristal único condutor com SiC policristalino pode potencialmente melhorar a resistência geral à alta temperatura e a resistência mecânica do material, ao mesmo tempo que alcança a condutividade desejada através de um projeto otimizado em determinadas aplicações.

Potencial de aplicação: This composite structure is often used in high-power electronic devices and high-temperature environments because its excellent thermal and electrical conductivity make it suitable for operation under extreme conditions.

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