แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ขนาด 2 นิ้ว 6H-N เป็นวัสดุฐานผลึกเดี่ยวที่ออกแบบมาสำหรับการวิจัยและการใช้งานในระดับอุปกรณ์ ชนิดผลึก 6H มีโครงสร้างผลึกหกเหลี่ยมซึ่งให้ความนำไฟฟ้าที่เสถียรและประสิทธิภาพทางความร้อนที่ดีภายใต้สภาวะที่ท้าทาย.
ด้วยค่าแบนด์แก็ปประมาณ 3.02 eV 6H-SiC ช่วยให้สามารถทำงานในสภาพแวดล้อมที่วัสดุซิลิคอนแบบดั้งเดิมไม่สามารถทนได้ โดยเฉพาะในสภาวะแรงดันสูง อุณหภูมิสูง และความถี่สูง ซึ่งทำให้เหมาะสำหรับการสร้างต้นแบบอุปกรณ์ในระยะเริ่มต้น การทดสอบวัสดุ และการผลิตชิ้นส่วนอิเล็กทรอนิกส์เฉพาะทาง.
แผ่นเวเฟอร์ ZMSH SiC ผลิตขึ้นโดยใช้เทคนิคการเติบโตของผลึกที่ควบคุมได้ เพื่อให้มั่นใจในค่าความต้านทานไฟฟ้าที่สม่ำเสมอ ความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำ และคุณภาพพื้นผิวสูง พารามิเตอร์เหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการรับประกันผลลัพธ์การทดลองที่ซ้ำได้และประสิทธิภาพของอุปกรณ์ที่เสถียร.
คุณสมบัติเด่น
โครงสร้างการนำไฟฟ้าชนิด N
แผ่นเวเฟอร์ถูกเจือสารให้เป็นชนิด N-type ซึ่งให้เส้นทางนำไฟฟ้าของอิเล็กตรอนที่เสถียร เหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์และการทดลองวิเคราะห์สมบัติทางไฟฟ้า.
วัสดุสารกึ่งตัวนำช่องว่างพลังงานกว้าง
ด้วยค่าแบนด์แกปประมาณ 3.02 eV ซิลิคอนคาร์ไบด์รองรับความเข้มสนามไฟฟ้าที่สูงกว่าซิลิคอนอย่างมีนัยสำคัญ ทำให้สามารถใช้งานที่แรงดันไฟฟ้าสูงและเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์ได้.
การนำความร้อนสูง
SiC แสดงให้เห็นถึงการนำความร้อนที่ยอดเยี่ยม ทำให้สามารถระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพจากบริเวณที่มีการทำงานของอุปกรณ์ ซึ่งช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์และยืดอายุการใช้งานในแอปพลิเคชันที่มีกำลังสูง.
ความแข็งแรงทางกลสูง
ด้วยค่าความแข็งตามโมห์สประมาณ 9.2 แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) จึงมีความต้านทานสูงต่อความเสียหายทางกล การสึกหรอของพื้นผิว และความเครียดจากการแปรรูปในระหว่างการผลิต.
สนามไฟฟ้าสูงที่เกิดการแตกตัว
ความเข้มสนามไฟฟ้าที่สูงทำให้โครงสร้างอุปกรณ์มีขนาดกะทัดรัดในขณะที่ยังคงทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงได้ ทำให้ SiC เหมาะอย่างยิ่งสำหรับอิเล็กทรอนิกส์กำลังขั้นสูง.
ข้อมูลจำเพาะทางเทคนิค
| พารามิเตอร์ | ข้อกำหนด |
|---|---|
| วัสดุ | ซิลิคอนคาร์ไบด์ผลึกเดี่ยว |
| แบรนด์ | ZMSH |
| โพลีไทป์ | 6H-N |
| เส้นผ่านศูนย์กลาง | 2 นิ้ว (50.8 มิลลิเมตร) |
| ความหนา | 350 ไมโครเมตร / 650 ไมโครเมตร |
| ชนิดการนำไฟฟ้า | ชนิด-เอ็น |
| ผิวสำเร็จ | พื้นผิวซิลิคอนขัดเงาด้วย CMP |
| การรักษาผิวหน้าแบบซี-เฟซ | ขัดเงาด้วยเครื่องจักร |
| ความหยาบผิว | Ra < 0.2 นาโนเมตร (ผิวหน้าซิลิคอน) |
| ค่าความต้านทานไฟฟ้า | 0.015 – 0.028 โอห์ม·เซนติเมตร |
| สี | โปร่งใส / เขียวอ่อน |
| บรรจุภัณฑ์ | ภาชนะบรรจุเวเฟอร์เดี่ยว |
สมบัติของวัสดุของ 6H-SiC
| ทรัพย์สิน | มูลค่า |
|---|---|
| พารามิเตอร์ของตารางตาข่าย | a = 3.073 Å, c = 15.117 Å |
| ความแข็งโมห์ส | ≈ 9.2 |
| ความหนาแน่น | 3.21 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร |
| สัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อน | 4–5 ×10⁻⁶ /K |
| ดัชนีหักเห (750 นาโนเมตร) | n₀ = 2.60, nₑ = 2.65 |
| ค่าคงที่ไดอิเล็กทริก | ≈ 9.66 |
| การนำความร้อน | ประมาณ 3.7–3.9 วัตต์/เซนติเมตร·เคลวิน |
| แบนด์แกป | 3.02 อิเล็กตรอนโวลต์ |
| การสลายตัวของสนามไฟฟ้า | 3–5 ×10⁶ โวลต์/เซนติเมตร |
| ความเร็วของการเคลื่อนที่แบบการกระจายตัว | 2.0 ×10⁵ เมตรต่อวินาที |
คุณสมบัติทางกายภาพภายในเหล่านี้ทำให้ 6H-SiC เหมาะสำหรับการใช้งานที่ต้องการประสิทธิภาพที่เสถียรในสภาวะไฟฟ้าและอุณหภูมิที่รุนแรง.
กระบวนการผลิต
แผ่นเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์คริสตัลเดี่ยว (SiC) มักผลิตขึ้นโดยใช้ วิธีการขนส่งไอทางกายภาพ (PVT), กระบวนการอุตสาหกรรมที่สมบูรณ์สำหรับการเติบโตของผลึกเซมิคอนดักเตอร์ที่มีช่องว่างพลังงานกว้าง.
ในกระบวนการนี้ วัสดุแหล่งกำเนิด SiC ที่มีความบริสุทธิ์สูงจะถูกทำให้ระเหิดที่อุณหภูมิสูงกว่า 2000°C สารระเหยจะถูกขนส่งผ่านความชันของอุณหภูมิที่ควบคุมอย่างระมัดระวังและตกผลึกใหม่บนคริสตัลเมล็ด ก่อให้เกิดแท่งผลึกเดี่ยว (boule) หลังจากการเติบโตแล้ว boule จะถูกแปรรูปเป็นแผ่นเวเฟอร์ผ่านขั้นตอนการตัด การขัด การเจียร และการทำความสะอาด.
สำหรับการใช้งานอุปกรณ์, เวิร์กสามารถผ่านกระบวนการเพิ่มเติม การเจริญเติบโตแบบเอพิแทกเซียลด้วยวิธีเคมีไอระเหย (CVD), ซึ่งช่วยให้สามารถควบคุมความเข้มข้นของการเจือปนและความหนาของชั้นได้อย่างแม่นยำ ขั้นตอนนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งสำหรับการผลิต MOSFET และไดโอด.
การประยุกต์ใช้
อิเล็กทรอนิกส์กำลัง
แผ่นเวเฟอร์ SiC ขนาด 2 นิ้ว ความแข็ง 6H-N ถูกใช้ในการพัฒนาและสร้างต้นแบบของอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังไฟฟ้า รวมถึงไดโอด โครงสร้าง MOSFET และโมดูลกำลังไฟฟ้า อุปกรณ์เหล่านี้มีความสำคัญต่อระบบแปลงพลังงานและวงจรจัดการพลังงาน.
อิเล็กทรอนิกส์ทนความร้อนสูง
วัสดุ SiC รักษาประสิทธิภาพทางไฟฟ้าที่เสถียรในอุณหภูมิสูง ทำให้เหมาะสำหรับอิเล็กทรอนิกส์อากาศยาน ระบบตรวจสอบอุตสาหกรรม และการประยุกต์ใช้ในโครงสร้างพื้นฐานด้านพลังงาน.
การวิจัยและพัฒนาเซมิคอนดักเตอร์
เนื่องจากความพร้อมใช้งานและความคุ้มค่า 2-inch wafers จึงถูกใช้อย่างแพร่หลายในห้องปฏิบัติการของมหาวิทยาลัย สถาบันวิจัย และสภาพแวดล้อมการผลิตนำร่องสำหรับการศึกษาวัสดุและการทดลองอุปกรณ์.
ออปโตอิเล็กทรอนิกส์และการประยุกต์ใช้งานพิเศษ
SiC ยังแสดงความโปร่งใสทางแสงในช่วงความยาวคลื่นบางช่วง ทำให้สามารถนำไปใช้ในงานวิจัยเฉพาะทางด้านโฟโทนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์ได้.
ข้อดี
แพลตฟอร์มเวเฟอร์ SiC ขนาด 2 นิ้ว มีข้อได้เปรียบหลายประการสำหรับการวิจัยและพัฒนา:
- ต้นทุนต่ำกว่าเมื่อเทียบกับขนาดเวเฟอร์ที่ใหญ่กว่า
- การจัดการที่ง่ายขึ้นสำหรับการทดลองในระดับห้องปฏิบัติการ
- เหมาะสำหรับการสร้างต้นแบบอย่างรวดเร็วและการทดสอบกระบวนการ
- คุณภาพคริสตัลที่คงที่เพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ซ้ำได้
- ตัวเลือกการปรับแต่งที่ยืดหยุ่นสำหรับความต้องการในการวิจัย
คำถามที่พบบ่อย
Q1: ความแตกต่างระหว่าง 6H-SiC และ 4H-SiC คืออะไร?
6H-SiC และ 4H-SiC เป็นผลึกที่มีโครงสร้างต่างกัน 4H-SiC มักมีความสามารถในการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนสูงกว่าและถูกใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์ไฟฟ้าเชิงพาณิชย์ ในขณะที่ 6H-SiC ให้พฤติกรรมทางไฟฟ้าที่เสถียรและมักใช้ในงานวิจัยและการประยุกต์ใช้ทางอิเล็กทรอนิกส์เฉพาะทาง.
คำถามที่ 2: มีการบำบัดพื้นผิวใดที่ใช้กับเวเฟอร์?
ผิวหน้า Si ถูกขัดเงาโดยใช้การขัดเงาทางเคมีเชิงกล (CMP) เพื่อให้ได้คุณภาพผิวที่เรียบเนียนเป็นพิเศษ (Ra < 0.2 นาโนเมตร) ส่วนผิวหน้า C ถูกขัดเงาด้วยวิธีเชิงกลเพื่อรองรับความต้องการในการประมวลผลที่แตกต่างกัน.
คำถามที่ 3: สามารถปรับแต่งสเปคของเวเฟอร์ได้หรือไม่?
ใช่ ZMSH มีตัวเลือกการปรับแต่งรวมถึง ความหนา ความเข้มข้นของการเจือปน ช่วงความต้านทานไฟฟ้า และการเตรียมผิว ตามความต้องการของลูกค้า.
รีวิว
ยังไม่มีบทวิจารณ์