Các tinh thể hạt SiC đường kính 153, 155, 205, 203 và 208 mm PVT
Tóm tắt của các tinh thể hạt SiC
Silicon carbide (SiC) đã nổi lên như một vật liệu quan trọng trong ngành công nghiệp bán dẫn do các tính chất độc đáo của nó, chẳng hạn như một băng tần rộng, dẫn nhiệt cao,và sức mạnh cơ học đặc biệtCác tinh thể hạt SiC đóng một vai trò quan trọng trong sự phát triển của các tinh thể đơn SiC chất lượng cao, rất cần thiết cho các ứng dụng khác nhau, bao gồm cả các thiết bị công suất cao và tần số cao.
Các tinh thể hạt SiC là các cấu trúc tinh thể nhỏ phục vụ như là điểm khởi đầu cho sự phát triển của các tinh thể đơn SiC lớn hơn.Chúng có cùng một định hướng tinh thể như sản phẩm cuối cùng mong muốnCác tinh thể hạt giống hoạt động như một mẫu, hướng dẫn sự sắp xếp của các nguyên tử trong tinh thể phát triển.
Bảng thuộc tính của tinh thể hạt SiC
Tài sản |
Giá trị / Mô tả |
Đơn vị / Ghi chú |
Cấu trúc tinh thể |
4H, 6H, 3C (thường gặp nhất: 4H cho các thiết bị điện) |
Polytyp khác nhau trong trình tự xếp chồng |
Các thông số lưới |
a=3,073Å, c=10,053Å (4H-SiC) |
Hệ thống sáu góc |
Mật độ |
3.21 |
g/cm3 |
Điểm nóng chảy |
3100 (sublime) |
°C |
Khả năng dẫn nhiệt |
490 (°C), 390 (°C) (4H-SiC) |
W/(m·K) |
Sự giãn nở nhiệt |
4.2×10−6 (c), 4.68×10−6 (c) |
K−1 |
Khoảng cách băng tần |
3.26 (4H), 3.02 (6H), 2.36 (3C) |
eV / 300K |
Độ cứng (Mohs) |
9.2-9.6 |
Thứ hai chỉ sau kim cương |
Chỉ số khúc xạ |
2.65 @ 633nm (4H-SiC) |
|
Hằng số dielectric |
9.66 (c), 10.03 (c) (4H-SiC) |
1MHz |
Phân tích trường |
~3×106 |
V/cm |
Điện tử di chuyển |
900-1000 (4H) |
cm2/(V·s) |
Di chuyển lỗ |
100-120 (4H) |
cm2/(V·s) |
Mật độ trật tự |
<103 (hạt giống thương mại tốt nhất) |
cm−2 |
Mật độ ống vi |
<0,1 (tương lai nhất) |
cm−2 |
góc cắt |
Thông thường 4° hoặc 8° về phía <11-20> |
Đối với epitaxy theo bước kiểm soát |
Chiều kính |
100mm (4"), 150mm (6"), 200mm (8") |
Có sẵn trên thị trường |
Độ thô bề mặt |
< 0,2nm (sẵn sàng dùng epi) |
Ra (sử dụng đánh bóng ở cấp độ nguyên tử) |
Định hướng |
(0001) Mặt Si hoặc mặt C |
Ảnh hưởng đến sự phát triển epitaxial |
Kháng chất |
102-105 (nửa cách điện) |
Ω·cm |
Chiều kính của tinh thể hạt SiC

Các đường kính điển hình cho tinh thể hạt SiC dao động từ 153 mm đến 208 mm, bao gồm các kích thước cụ thể như 153 mm, 155 mm, 203 mm, 205 mm và 208 mm.Các kích thước này được lựa chọn dựa trên ứng dụng dự định và kích thước mong muốn của tinh thể đơn kết quả.
1. 153 mm và 155 mm tinh thể hạt giống
Các đường kính nhỏ hơn này thường được sử dụng cho các thiết lập thử nghiệm ban đầu hoặc cho các ứng dụng đòi hỏi các wafer nhỏ hơn.Chúng cho phép các nhà nghiên cứu khám phá các điều kiện và tham số tăng trưởng khác nhau mà không cần các, thiết bị đắt tiền hơn.

2. 203 mm và 205 mm tinh thể hạt giống
Các đường kính tầm trung như thế này thường được sử dụng cho các ứng dụng công nghiệp. Chúng cung cấp sự cân bằng giữa việc sử dụng vật liệu và kích thước của các tinh thể đơn cuối cùng.Những kích thước này thường được sử dụng trong sản xuất điện tử công suất và các thiết bị tần số cao.
3. 208 mm tinh thể hạt giống
Các tinh thể hạt giống lớn nhất có sẵn, chẳng hạn như những tinh thể có đường kính 208 mm, thường được sử dụng để sản xuất khối lượng lớn.có thể được cắt thành nhiều miếng để sản xuấtKích thước này đặc biệt thuận lợi trong ngành công nghiệp ô tô và hàng không vũ trụ, nơi các thành phần hiệu suất cao là điều cần thiết.
Phương pháp phát triển tinh thể hạt SiC
Sự phát triển của các tinh thể đơn SiC thường liên quan đến một số phương pháp, với phương pháp vận chuyển hơi vật lý (PVT) là phổ biến nhất.
Chuẩn bị của Graphite Crucible: SiC bột được đặt ở đáy của một Graphite Crucible.
Đặt tinh thể hạt giống: Các tinh thể hạt giống SiC được đặt ở phía trên của thùng nghiền. Khi độ dốc nhiệt độ được thiết lập, bột SiC sublimates thành hơi.
Chất ngưng tụ: Khí tăng lên đỉnh của thạch, nơi nó ngưng tụ trên bề mặt của tinh thể hạt SiC, tạo điều kiện cho sự phát triển của tinh thể đơn.
Tính chất nhiệt động lực
Hành vi nhiệt động học của SiC trong quá trình phát triển là rất quan trọng.Các điều kiện nhiệt độ và áp suất phải được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo tốc độ tăng trưởng tối ưu và chất lượng tinh thểHiểu được các tính chất này giúp tinh chỉnh kỹ thuật phát triển và cải thiện năng suất.

Những thách thức trong sản xuất tinh thể hạt SiC
Mặc dù sự phát triển của tinh thể hạt SiC đã được thiết lập tốt, một số thách thức vẫn tồn tại:
1. Mật độ lớp dính
Khi gắn các tinh thể hạt giống vào các vật cầm phát triển, các vấn đề như sự đồng nhất của lớp dính có thể dẫn đến các khiếm khuyết.
2Chất lượng bề mặt
Chất lượng bề mặt của tinh thể hạt giống là rất quan trọng để phát triển thành công. Bất kỳ khiếm khuyết nào cũng có thể lan rộng qua lưới tinh thể, dẫn đến các khiếm khuyết trong sản phẩm cuối cùng.
3Chi phí và khả năng mở rộng
Sản xuất các tinh thể hạt SiC lớn hơn thường đắt hơn và đòi hỏi các kỹ thuật sản xuất tiên tiến.
Câu hỏi và câu trả lời
Hỏi:Những định hướng phổ biến nhất được sử dụng trong sự phát triển SiC là gì?
A:Các định hướng khác nhau của tinh thể hạt SiC tạo ra các tinh thể đơn với các đặc điểm khác nhau.mỗi loại có tính chất điện và nhiệt khác nhauSự lựa chọn định hướng ảnh hưởng đến hiệu suất của thiết bị cuối cùng, làm cho việc lựa chọn tinh thể hạt giống phù hợp là rất quan trọng.