Pastilha de carboneto de silício 6H-N de 2 polegadas

A bolacha de carboneto de silício 6H-N de 2 polegadas é um substrato monocristalino concebido para aplicações ao nível da investigação e dos dispositivos. O politopo 6H apresenta uma estrutura cristalina hexagonal que proporciona uma condutividade eléctrica estável e um bom desempenho térmico em condições exigentes.

Com um bandgap de aproximadamente 3,02 eV, o 6H-SiC permite o funcionamento em ambientes onde os materiais de silício tradicionais falham, particularmente em condições de alta tensão, alta temperatura e alta frequência. Isto torna-o adequado para prototipagem de dispositivos em fase inicial, testes de materiais e fabrico especializado de componentes electrónicos.

As pastilhas de SiC ZMSH são fabricadas utilizando técnicas de crescimento controlado de cristais para garantir uma resistividade consistente, uma baixa densidade de defeitos e uma elevada qualidade de superfície. Estes parâmetros são essenciais para garantir resultados experimentais reprodutíveis e um desempenho estável do dispositivo.

Caraterísticas principais

Estrutura condutora de tipo N

A bolacha é dopada como tipo N, fornecendo vias de condução de electrões estáveis adequadas para o fabrico de dispositivos semicondutores e experiências de caraterização eléctrica.

Material semicondutor de grande intervalo de banda

Com um intervalo de banda de ~3,02 eV, o SiC suporta uma força de campo elétrico significativamente mais elevada em comparação com o silício, permitindo um funcionamento a alta tensão e uma maior eficiência do dispositivo.

Alta condutividade térmica

O SiC apresenta uma excelente condutividade térmica, permitindo uma dissipação eficiente do calor das regiões activas do dispositivo. Isto melhora a fiabilidade do dispositivo e prolonga o tempo de vida operacional em aplicações de alta potência.

Elevada resistência mecânica

Com uma dureza de Mohs de aproximadamente 9,2, as bolachas de SiC oferecem uma forte resistência aos danos mecânicos, ao desgaste da superfície e ao stress do processamento durante o fabrico.

Campo elétrico de rutura elevado

A elevada intensidade do campo de rutura permite estruturas de dispositivos compactas, mantendo simultaneamente uma elevada tolerância à tensão, o que torna o SiC ideal para a eletrónica de potência avançada.

Especificações técnicas

Propriedades do material 6H-SiC

Estas propriedades físicas intrínsecas tornam o 6H-SiC adequado para aplicações que exigem um desempenho estável em condições eléctricas e térmicas extremas.

Processo de fabrico

As bolachas monocristalinas de SiC são normalmente produzidas utilizando o processo Método de transporte físico de vapor (PVT), um processo industrial maduro para o crescimento de cristais de semicondutores de banda larga.

Neste processo, o material de origem SiC de elevada pureza é sublimado a temperaturas superiores a 2000°C. As espécies de vapor são transportadas através de um gradiente térmico cuidadosamente controlado e recristalizadas num cristal de semente, formando um lingote de cristal único (boule). Após o crescimento, o boule é processado em bolachas através de etapas de corte, lapidação, polimento e limpeza.

Para aplicações em dispositivos, os wafers podem ser submetidos a Crescimento epitaxial por deposição química em fase vapor (CVD), que permite um controlo preciso da concentração de dopagem e da espessura da camada. Esta etapa é essencial para o fabrico de MOSFET e díodos.

Aplicações

Eletrónica de potência

Os wafers SiC 6H-N de 2 polegadas são utilizados no desenvolvimento e prototipagem de dispositivos semicondutores de potência, incluindo díodos, estruturas MOSFET e módulos de potência. Estes dispositivos são essenciais para sistemas de conversão de energia e circuitos de gestão de energia.

Eletrónica de alta temperatura

Os materiais SiC mantêm um desempenho elétrico estável a temperaturas elevadas, o que os torna adequados para a eletrónica aeroespacial, sistemas de monitorização industrial e aplicações de infra-estruturas energéticas.

Investigação e desenvolvimento de semicondutores

Devido à sua disponibilidade e rentabilidade, as bolachas de 2 polegadas são amplamente utilizadas em laboratórios universitários, institutos de investigação e ambientes de produção piloto para estudos de materiais e experimentação de dispositivos.

Aplicações optoelectrónicas e especiais

O SiC também apresenta transparência ótica em determinadas gamas de comprimentos de onda, o que permite a sua utilização em aplicações especializadas de investigação fotónica e optoelectrónica.

Vantagens

A plataforma de pastilha de SiC de 2 polegadas oferece várias vantagens para a investigação e o desenvolvimento:

• Custo mais baixo em comparação com bolachas de maiores dimensões
• Manuseamento mais fácil para experiências à escala laboratorial
• Adequado para prototipagem rápida e teste de processos
• Qualidade estável dos cristais para resultados reprodutíveis
• Opções flexíveis de personalização para necessidades de investigação

FAQ

Q1: Qual é a diferença entre 6H-SiC e 4H-SiC?

O 6H-SiC e o 4H-SiC são polímeros cristalinos diferentes. O 4H-SiC oferece geralmente uma maior mobilidade de electrões e é amplamente utilizado em dispositivos comerciais de energia, enquanto o 6H-SiC proporciona um comportamento elétrico estável e é normalmente utilizado na investigação e em aplicações electrónicas específicas.

Q2: Que tratamento de superfície é aplicado à bolacha?

A face Si é polida por polimento químico-mecânico (CMP) para obter uma qualidade de superfície ultra-suave (Ra < 0,2 nm). A face C é polida mecanicamente para suportar diferentes requisitos de processamento.

Q3: As especificações da bolacha podem ser personalizadas?

Sim. A ZMSH oferece opções de personalização, incluindo espessura, concentração de dopagem, gama de resistividade e preparação da superfície de acordo com os requisitos do cliente.