پارامترهای مهم SiC چیست؟

کاربید سیلیکون (SiC)یک ماده نیمه هادی باندگپ گسترده مهم است که به طور گسترده در دستگاه های الکترونیکی پرقدرت و فرکانس بالا استفاده می شود. در زیر برخی از پارامترهای کلیدی آورده شده استویفرهای کاربید سیلیکونو توضیحات مفصل آنها:

پارامترهای شبکه:
اطمینان حاصل کنید که ثابت شبکه زیرلایه با لایه همپایی که قرار است رشد کند مطابقت داشته باشد تا عیوب و تنش کاهش یابد.

به عنوان مثال، 4H-SiC و 6H-SiC دارای ثابت های شبکه متفاوتی هستند که بر کیفیت لایه اپیتاکسیال و عملکرد دستگاه تأثیر می گذارد.

دنباله انباشته شدن:
SiC از اتم های سیلیکون و اتم های کربن در نسبت 1:1 در مقیاس ماکرو تشکیل شده است، اما ترتیب چینش لایه های اتمی متفاوت است که ساختارهای کریستالی متفاوتی را تشکیل می دهد.

اشکال کریستالی متداول شامل 3C-SiC (ساختار مکعبی)، 4H-SiC (ساختار شش ضلعی) و 6H-SiC (ساختار شش ضلعی)، و توالی های انباشتگی مربوطه عبارتند از: ABC، ABCB، ABCACB، و غیره. ویژگی ها و خواص فیزیکی، بنابراین انتخاب فرم کریستالی مناسب برای کاربردهای خاص بسیار مهم است.

سختی Mohs: سختی زیرلایه را تعیین می کند که بر سهولت پردازش و مقاومت در برابر سایش تأثیر می گذارد.
کاربید سیلیکون دارای سختی Mohs بسیار بالایی است که معمولاً بین 9-9.5 است که آن را به یک ماده بسیار سخت و مناسب برای کاربردهایی که نیاز به مقاومت در برابر سایش بالایی دارند تبدیل می کند.

چگالی: استحکام مکانیکی و خواص حرارتی زیرلایه را تحت تأثیر قرار می دهد.
چگالی بالا به طور کلی به معنای استحکام مکانیکی و هدایت حرارتی بهتر است.

ضریب انبساط حرارتی: به افزایش طول یا حجم بستر نسبت به طول یا حجم اولیه زمانی که دما یک درجه سانتیگراد افزایش می یابد، اشاره دارد.
تناسب بین بستر و لایه اپیتاکسیال تحت تغییرات دما بر پایداری حرارتی دستگاه تأثیر می گذارد.

ضریب شکست: برای کاربردهای نوری، ضریب شکست یک پارامتر کلیدی در طراحی دستگاه‌های الکترونیک نوری است.
تفاوت در ضریب شکست بر سرعت و مسیر امواج نور در ماده تأثیر می گذارد.

ثابت دی الکتریک: بر ویژگی های ظرفیت خازنی دستگاه تأثیر می گذارد.
ثابت دی الکتریک کمتر به کاهش ظرفیت انگلی و بهبود عملکرد دستگاه کمک می کند.

هدایت حرارتی:
برای کاربردهای با قدرت و دمای بالا حیاتی است که بر راندمان خنک کننده دستگاه تأثیر می گذارد.
رسانایی حرارتی بالا کاربید سیلیکون آن را برای دستگاه های الکترونیکی پرقدرت مناسب می کند زیرا می تواند به طور موثر گرما را از دستگاه دور کند.

شکاف باند:
به اختلاف انرژی بین بالای نوار ظرفیت و پایین نوار رسانایی در یک ماده نیمه هادی اشاره دارد.
مواد با شکاف گسترده به انرژی بالاتری برای تحریک انتقال الکترون نیاز دارند، که باعث می‌شود کاربید سیلیکون در محیط‌های با دمای بالا و تابش بالا عملکرد خوبی داشته باشد.

میدان الکتریکی خراب:
ولتاژ حدی که یک ماده نیمه هادی می تواند تحمل کند.
کاربید سیلیکون دارای میدان الکتریکی با شکست بسیار بالایی است که به آن اجازه می دهد تا ولتاژهای بسیار بالا را بدون شکستگی تحمل کند.

سرعت رانش اشباع:
حداکثر سرعت متوسطی که حامل ها می توانند پس از یک میدان الکتریکی خاص در یک ماده نیمه هادی اعمال شوند.

هنگامی که شدت میدان الکتریکی به یک سطح معین افزایش می یابد، سرعت حامل دیگر با افزایش بیشتر میدان الکتریکی افزایش نمی یابد. به سرعت در این زمان، سرعت رانش اشباع می گویند. SiC دارای سرعت رانش اشباع بالایی است که برای تحقق دستگاه های الکترونیکی با سرعت بالا مفید است.

این پارامترها با هم عملکرد و کاربرد را تعیین می کنندویفرهای SiCدر کاربردهای مختلف، به ویژه آنهایی که در محیط های پرقدرت، فرکانس بالا و دمای بالا هستند.