تعتبر رقاقة كربيد السيليكون 6H-N مقاس 2 بوصة من كربيد السيليكون ركيزة بلورية واحدة مصممة للتطبيقات البحثية وتطبيقات الأجهزة. يتميز النوع المتعدد 6H بهيكل بلوري سداسي الشكل يوفر توصيلًا كهربائيًا مستقرًا وأداءً حراريًا جيدًا في ظل الظروف الصعبة.
وبفضل فجوة نطاق تبلغ 3.02 فولت تقريبًا، تتيح 6H-SiC التشغيل في البيئات التي تفشل فيها مواد السيليكون التقليدية، خاصة في ظروف الجهد العالي ودرجة الحرارة العالية والتردد العالي. وهذا يجعلها مناسبة للنماذج الأولية للأجهزة في المراحل المبكرة، واختبار المواد، وتصنيع المكونات الإلكترونية المتخصصة.
تُصنع رقائق ZMSH SiC باستخدام تقنيات نمو بلوري مضبوط لضمان اتساق المقاومة وانخفاض كثافة العيوب وجودة السطح العالية. هذه المعلمات ضرورية لضمان نتائج تجريبية قابلة للتكرار وأداء مستقر للجهاز.
الميزات الرئيسية
بنية موصلة من النوع N
الرقاقة مخدرة من النوع N، مما يوفر مسارات توصيل إلكترون مستقرة مناسبة لتصنيع أجهزة أشباه الموصلات وتجارب التوصيف الكهربائي.
مادة أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق العريض
وبفضل فجوة نطاق تبلغ 3.02 فولت تقريبًا، تدعم SiC قوة مجال كهربائي أعلى بكثير مقارنةً بالسيليكون، مما يتيح تشغيل الجهد العالي وتحسين كفاءة الجهاز.
موصلية حرارية عالية
تُظهر SiC موصلية حرارية ممتازة، مما يسمح بتبديد الحرارة بكفاءة من مناطق الجهاز النشطة. وهذا يحسن موثوقية الجهاز ويطيل العمر التشغيلي في التطبيقات عالية الطاقة.
قوة ميكانيكية عالية
توفر رقائق SiC مقاومة قوية للتلف الميكانيكي وتآكل السطح وإجهاد المعالجة أثناء التصنيع بفضل صلابة موس التي تبلغ 9.2 تقريبًا.
مجال كهربائي عالي الانهيار
وتتيح قوة مجال الانهيار العالية إمكانية إنشاء هياكل مدمجة للأجهزة مع الحفاظ على تحمل الجهد العالي، مما يجعل SiC مثاليًا لإلكترونيات الطاقة المتقدمة.
المواصفات الفنية
| المعلمة | المواصفات |
|---|---|
| المواد | كربيد السيليكون أحادي البلورة |
| العلامة التجارية | ZMSH |
| متعدد الأنواع | 6هـ - ن |
| القطر | 2 بوصة (50.8 مم) |
| السُمك | 350 ميكرومتر / 650 ميكرومتر |
| نوع الموصلية | النوع N |
| تشطيب السطح | وجه CMP مصقول سي-فيس المصقول |
| العلاج بالوجه ج - العلاج بالوجه ج | مصقول ميكانيكياً |
| خشونة السطح | Ra < 0.2 نانومتر (وجه سيليكون) |
| المقاومة | 0.015 - 0.028 Ω-سم |
| اللون | شفاف/أخضر فاتح |
| التعبئة والتغليف | حاوية رقاقة واحدة |
الخواص المادية ل 6H-SiC
| الممتلكات | القيمة |
|---|---|
| معلمات الشبكة | أ = 3.073 Å، ج = 15.117 Å |
| صلابة موس | ≈ 9.2 |
| الكثافة | 3.21 جم/سم مكعب |
| معامل التمدد الحراري | 4-5 ×10-⁶ /K |
| معامل الانكسار (750 نانومتر) | ن ₀ = 2.60، ن ₑ = 2.65 |
| ثابت العزل الكهربائي | ≈ 9.66 |
| التوصيل الحراري | ~حوالي 3.7 - 3.9 واط/سم-ك |
| فجوة النطاق | 3.02 فولت |
| انهيار المجال الكهربائي | 3-5 × 10 ⁶ فولت/سم |
| سرعة انجراف التشبع | 2.0 × 10 ⁵ م/ثانية |
هذه الخصائص الفيزيائية الجوهرية تجعل 6H-SiC مناسبة للتطبيقات التي تتطلب أداءً مستقرًا في الظروف الكهربائية والحرارية القاسية.
عملية التصنيع
عادة ما يتم إنتاج رقائق الكريستال الأحادي الكريستال من SiC باستخدام طريقة الانتقال الفيزيائي للبخار (PVT), وهي عملية صناعية ناضجة لنمو بلورات أشباه الموصلات ذات فجوة النطاق العريض.
في هذه العملية، يتم تسخين مادة مصدر SiC عالية النقاء عند درجات حرارة أعلى من 2000 درجة مئوية. يتم نقل أنواع البخار من خلال تدرج حراري يتم التحكم فيه بعناية وإعادة بلورته على بلورة البذور، مما يشكل سبيكة بلورية واحدة (بوول). وبعد النمو، تتم معالجة الكبسولة إلى رقائق من خلال خطوات التقطيع والتصفية والتلميع والتنظيف.
بالنسبة لتطبيقات الأجهزة، يمكن أن تخضع الرقاقات إلى ترسيب البخار الكيميائي (CVD) النمو الفوقي, التي تسمح بالتحكم الدقيق في تركيز المنشطات وسُمك الطبقة. تعد هذه الخطوة ضرورية لتصنيع الصمام الثنائي والموسفيت والصمام الثنائي.
التطبيقات
إلكترونيات الطاقة
تُستخدم رقاقات SiC مقاس 2 بوصة 6H-N ذات الرقاقة 6H-N في تطوير أجهزة أشباه موصلات الطاقة ونماذجها الأولية، بما في ذلك الثنائيات وهياكل MOSFET ووحدات الطاقة. هذه الأجهزة ضرورية لأنظمة تحويل الطاقة ودوائر إدارة الطاقة.
الإلكترونيات عالية الحرارة
تحافظ مواد SiC على أداء كهربائي مستقر في درجات الحرارة المرتفعة، مما يجعلها مناسبة للإلكترونيات الفضائية وأنظمة المراقبة الصناعية وتطبيقات البنية التحتية للطاقة.
البحث والتطوير في مجال أشباه الموصلات
نظرًا لتوافرها وفعاليتها من حيث التكلفة، تُستخدم الرقاقات مقاس 2 بوصة على نطاق واسع في المختبرات الجامعية ومعاهد البحوث وبيئات الإنتاج التجريبي لدراسات المواد وتجارب الأجهزة.
الإلكترونيات الضوئية والتطبيقات الخاصة
يُظهر SiC أيضًا شفافية بصرية في نطاقات أطوال موجية معينة، مما يسمح باستخدامه في التطبيقات البحثية الضوئية والإلكترونية الضوئية المتخصصة.
المزايا
توفر منصة رقاقة SiC مقاس 2 بوصة العديد من المزايا للبحث والتطوير:
- تكلفة أقل مقارنة بأحجام الرقائق الأكبر حجماً
- معالجة أسهل للتجارب على نطاق المختبر
- ملائم للنماذج الأولية السريعة واختبار العمليات
- جودة بلورية مستقرة لنتائج قابلة للتكرار
- خيارات تخصيص مرنة لتلبية احتياجات البحث
الأسئلة الشائعة
س1: ما الفرق بين 6H-SiC و4H-SiC؟
6H-SiC و4H-SiC هما نوعان مختلفان من الكريستال متعدد الكريستال. توفر 4H-SiC 4H بشكل عام حركية إلكترونية أعلى وتستخدم على نطاق واسع في أجهزة الطاقة التجارية، بينما توفر 6H-SiC سلوكًا كهربائيًا مستقرًا وتستخدم عادة في الأبحاث والتطبيقات الإلكترونية المحددة.
س2: ما المعالجة السطحية التي يتم تطبيقها على الرقاقة؟
يتم صقل وجه Si باستخدام الصقل الميكانيكي الكيميائي (CMP) لتحقيق جودة سطح فائقة النعومة (Ra <0.2 نانومتر). يتم صقل الوجه C ميكانيكيًا لدعم متطلبات المعالجة المختلفة.
س3: هل يمكن تخصيص مواصفات الرقاقة؟
نعم. توفر ZMSH خيارات التخصيص بما في ذلك السُمك وتركيز المنشطات ونطاق المقاومة وإعداد السطح وفقًا لمتطلبات العميل.
المراجعات
لا توجد مراجعات بعد.