Tấm wafer cacbua silic 6H-N kích thước 2 inch là một chất nền đơn tinh thể được thiết kế dành cho cả nghiên cứu và các ứng dụng ở cấp độ thiết bị. Loại đa hình 6H có cấu trúc tinh thể lục giác, mang lại độ dẫn điện ổn định và hiệu suất tản nhiệt tốt trong các điều kiện khắc nghiệt.
Với khoảng cách dải cấm khoảng 3,02 eV, 6H-SiC cho phép hoạt động trong các môi trường mà vật liệu silicon truyền thống không thể đáp ứng, đặc biệt là trong điều kiện điện áp cao, nhiệt độ cao và tần số cao. Điều này khiến nó trở nên phù hợp cho việc chế tạo mẫu thiết bị ở giai đoạn đầu, thử nghiệm vật liệu và sản xuất các linh kiện điện tử chuyên dụng.
Các tấm wafer SiC của ZMSH được sản xuất bằng các kỹ thuật phát triển tinh thể có kiểm soát nhằm đảm bảo điện trở suất ổn định, mật độ khuyết tật thấp và chất lượng bề mặt cao. Các thông số này có vai trò quan trọng trong việc đảm bảo kết quả thí nghiệm có thể lặp lại và hiệu suất thiết bị ổn định.
Các tính năng chính
Cấu trúc dẫn điện loại N
Tấm wafer được pha tạp thành loại N, tạo ra các đường dẫn dẫn điện tử ổn định, phù hợp cho việc chế tạo thiết bị bán dẫn và các thí nghiệm đánh giá tính chất điện.
Vật liệu bán dẫn có khoảng cách dải năng lượng rộng
Với khoảng cách năng lượng khoảng 3,02 eV, SiC có thể chịu được cường độ điện trường cao hơn đáng kể so với silicon, cho phép hoạt động ở điện áp cao và nâng cao hiệu suất của thiết bị.
Độ dẫn nhiệt cao
SiC có độ dẫn nhiệt tuyệt vời, giúp tản nhiệt hiệu quả khỏi các vùng hoạt động của thiết bị. Điều này giúp nâng cao độ tin cậy của thiết bị và kéo dài tuổi thọ hoạt động trong các ứng dụng công suất cao.
Độ bền cơ học cao
Với độ cứng theo thang Mohs khoảng 9,2, các tấm wafer SiC có khả năng chống chịu cao trước các tác động cơ học, mài mòn bề mặt và ứng suất gia công trong quá trình sản xuất.
Điện trường có độ phân rã cao
Độ bền điện trường cao cho phép thiết kế các cấu trúc thiết bị nhỏ gọn mà vẫn đảm bảo khả năng chịu điện áp cao, khiến SiC trở thành vật liệu lý tưởng cho lĩnh vực điện tử công suất tiên tiến.
Thông số kỹ thuật
| Tham số | Thông số kỹ thuật |
|---|---|
| Chất liệu | Cacbua silic đơn tinh thể |
| Thương hiệu | ZMSH |
| Loại hình | 6H-N |
| Đường kính | 2 inch (50,8 mm) |
| Độ dày | 350 μm / 650 μm |
| Loại độ dẫn điện | Loại N |
| Bề mặt hoàn thiện | Bề mặt silicon được đánh bóng CMP |
| Phương pháp điều trị C-face | Đánh bóng cơ học |
| Độ nhám bề mặt | Ra < 0,2 nm (mặt Si) |
| Điện trở suất | 0,015 – 0,028 Ω·cm |
| Màu sắc | Trong suốt / Xanh nhạt |
| Bao bì | Hộp đựng một tấm wafer |
Tính chất vật liệu của 6H-SiC
| Bất động sản | Giá trị |
|---|---|
| Các thông số mạng tinh thể | a = 3,073 Å, c = 15,117 Å |
| Độ cứng Mohs | ≈ 9,2 |
| Mật độ | 3,21 g/cm³ |
| Hệ số giãn nở nhiệt | 4–5 × 10⁻⁶ /K |
| Chiết suất (750 nm) | n₀ = 2,60, nₑ = 2,65 |
| Hằng số điện môi | ≈ 9,66 |
| Độ dẫn nhiệt | ~3,7–3,9 W/cm·K |
| Khoảng cách năng lượng | 3,02 eV |
| Phân tích điện trường | 3–5 × 10⁶ V/cm |
| Tốc độ trôi bão hòa | 2,0 × 10⁵ m/s |
Những tính chất vật lý vốn có này khiến 6H-SiC trở nên phù hợp cho các ứng dụng đòi hỏi hiệu suất ổn định trong điều kiện điện và nhiệt khắc nghiệt.
Quy trình sản xuất
Các tấm wafer tinh thể đơn SiC thường được sản xuất bằng phương pháp Phương pháp vận chuyển hơi vật lý (PVT), một quy trình công nghiệp đã được hoàn thiện để nuôi cấy tinh thể bán dẫn có khoảng cách dải năng lượng rộng.
Trong quy trình này, nguyên liệu SiC có độ tinh khiết cao được thăng hoa ở nhiệt độ trên 2000°C. Các hạt hơi được dẫn qua một dải nhiệt độ được kiểm soát chặt chẽ và tái kết tinh trên một tinh thể hạt giống, tạo thành một thỏi tinh thể đơn (boule). Sau khi kết tinh, thỏi tinh thể này được gia công thành các tấm wafer thông qua các công đoạn cắt lát, mài phẳng, đánh bóng và làm sạch.
Đối với các ứng dụng trong lĩnh vực thiết bị, các tấm wafer có thể trải qua các bước xử lý bổ sung Phương pháp phát triển lớp phủ epitactic bằng phương pháp lắng đọng hơi hóa học (CVD), cho phép kiểm soát chính xác nồng độ chất pha tạp và độ dày lớp. Bước này là rất quan trọng trong quá trình sản xuất MOSFET và điốt.
Ứng dụng
Điện tử công suất
Các tấm wafer SiC 6H-N kích thước 2 inch được sử dụng trong quá trình phát triển và chế tạo mẫu các thiết bị bán dẫn công suất, bao gồm đi-ốt, cấu trúc MOSFET và mô-đun công suất. Các thiết bị này đóng vai trò thiết yếu trong các hệ thống chuyển đổi năng lượng và mạch quản lý nguồn.
Thiết bị điện tử chịu nhiệt độ cao
Vật liệu SiC duy trì hiệu suất điện ổn định ở nhiệt độ cao, khiến chúng trở nên phù hợp cho các ứng dụng trong lĩnh vực điện tử hàng không vũ trụ, hệ thống giám sát công nghiệp và cơ sở hạ tầng năng lượng.
Nghiên cứu và phát triển chất bán dẫn
Nhờ tính sẵn có và hiệu quả về chi phí, các tấm wafer 2 inch được sử dụng rộng rãi trong các phòng thí nghiệm của trường đại học, viện nghiên cứu và môi trường sản xuất thử nghiệm để nghiên cứu vật liệu và thử nghiệm thiết bị.
Ứng dụng quang điện tử và các ứng dụng đặc biệt
SiC cũng có tính trong suốt quang học trong một số dải bước sóng nhất định, cho phép ứng dụng trong các lĩnh vực nghiên cứu chuyên sâu về quang tử và quang điện tử.
Ưu điểm
Nền tảng tấm wafer SiC 2 inch mang lại nhiều lợi thế cho công tác nghiên cứu và phát triển:
- Chi phí thấp hơn so với các kích thước tấm wafer lớn hơn
- Dễ dàng thao tác hơn trong các thí nghiệm quy mô phòng thí nghiệm
- Phù hợp cho việc tạo mẫu nhanh và thử nghiệm quy trình
- Chất lượng tinh thể ổn định để đạt được kết quả lặp lại được
- Các tùy chọn tùy chỉnh linh hoạt phù hợp với nhu cầu nghiên cứu
Câu hỏi thường gặp
Câu hỏi 1: Sự khác biệt giữa 6H-SiC và 4H-SiC là gì?
6H-SiC và 4H-SiC là hai dạng tinh thể khác nhau. 4H-SiC thường có độ di động điện tử cao hơn và được sử dụng rộng rãi trong các thiết bị điện công nghiệp, trong khi 6H-SiC có tính chất điện ổn định và thường được sử dụng trong nghiên cứu cũng như các ứng dụng điện tử chuyên biệt.
Câu hỏi 2: Bề mặt của tấm wafer được xử lý như thế nào?
Mặt Si được đánh bóng bằng phương pháp đánh bóng hóa học-cơ học (CMP) để đạt được độ nhẵn bề mặt cực cao (Ra < 0,2 nm). Mặt C được đánh bóng cơ học để đáp ứng các yêu cầu gia công khác nhau.
Câu hỏi 3: Có thể tùy chỉnh thông số kỹ thuật của tấm wafer không?
Đúng vậy. ZMSH cung cấp các tùy chọn tùy chỉnh bao gồm độ dày, nồng độ chất pha tạp, dải điện trở suất và quy trình xử lý bề mặt theo yêu cầu của khách hàng.
Đánh giá
Chưa có đánh giá nào.