SiC-Substrat 4 Zoll p-Typ 4H/6H-P n-Typ 3C-N Null-Klasse Produktionsklasse Dummy-Klasse

Produkt-Beschreibung

SiC-Substrat 4 Zoll P-Typ 4H/6H-P N-Typ 3C-N Null-Grad Produktion-Grad Dummy-Grad

Abstrakt des SiC-Substrats des P-Typs

P-Typ Siliziumkarbid (SiC) Substrate sind für die Entwicklung fortschrittlicher elektronischer Geräte, insbesondere für Anwendungen mit hoher Leistung, hoher Frequenz,und hochtemperaturfähige LeistungDiese Studie untersucht die strukturellen und elektrischen Eigenschaften von SiC-Substraten des P-Typs und betont ihre Rolle bei der Verbesserung der Geräteeffizienz in rauen Umgebungen.Durch strenge Charakterisierungsverfahren, einschließlich Messungen des Hall-Effekts, Raman-Spektroskopie und Röntgendiffraktion (XRD), zeigen wir die überlegene thermische Stabilität, Trägermobilität,und elektrische Leitfähigkeit von SiC-Substraten des Typs PDie Ergebnisse zeigen, daß SiC-Substrate des P-Typs im Vergleich zu ihren Gegenstücken des N-Typs eine geringere Defektdichte und eine verbesserte Doping-Einheitlichkeit aufweisen.Ideal für die nächste Generation von LeistungshalbleitergerätenDie Studie schließt mit Erkenntnissen zur Optimierung von SiC-Wachstumsprozessen des P-Typs, die letztendlich den Weg für zuverlässigere und effizientere Hochleistungsgeräte in Industrie- und Automobilanwendungen ebnen..

Eigenschaften des SiC-Substrats des Typs P

1.Elektrische Eigenschaften:

• Dopingart:P-Typ (typischerweise mit Elementen wie Aluminium (Al) oder Bor (B) bestückt)
• Bandgap:3.23 eV (für 4H-SiC) oder 3.02 eV (für 6H-SiC), breiter als bei Silizium (1,12 eV), was eine bessere Leistung bei hohen Temperaturen ermöglicht.
• Trägerkonzentration:Typischerweise im Bereich von$\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">1</span></span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">0</span></span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">15</span></span>}}$10^{15}1015bis$\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">1</span></span>}{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">0</span></span>}}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">19</span></span>}}$10^{19}1019cm${}^{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">-\; -\; -</span></span>\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">3</span></span>}}$- Ich weiß nicht.- - -3, je nach Dopinggehalt.
• Schließung von Schleusen:Der Bereich liegt zwischen 20 und 100 cm2/V·s, was aufgrund der schwereren effektiven Masse der Löcher niedriger ist als die Elektronenmobilität.
• WiderstandsfähigkeitDie Dopingkonzentration liegt zwischen niedrig (je nach Dopingkonzentration) und mäßig hoch (je nach Dopinggehalt).

2.Thermische Eigenschaften:

• Wärmeleitfähigkeit:SiC hat eine hohe Wärmeleitfähigkeit von etwa 3,7 bis 4,9 W/cm·K (je nach Polytyp und Temperatur), was deutlich höher ist als Silizium (~1,5 W/cm·K).Dies ermöglicht eine effektive Wärmeableitung in Hochleistungsgeräten.
• Hoher Schmelzpunkt:Bei einer Temperatur von etwa 2700 °C eignet es sich für Anwendungen bei hohen Temperaturen.

3.Mechanische Eigenschaften:

• Härte:SiC ist eines der härtesten Materialien, mit einer Mohs-Härte von etwa 9. Dies macht es sehr widerstandsfähig gegen körperlichen Verschleiß.
• Young's Modulus:Um 410-450 GPa, was auf eine starke mechanische Steifigkeit hinweist.
• Bruchfestigkeit:Obwohl SiC hart ist, ist es etwas brüchig, mit einer Bruchfestigkeit von etwa 3 MPa·m${}^{\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">1</span></span>}\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">/</span></span>}\mathrm{<span\; style="font-size:18px;"><span\; style="font-family:arial,helvetica,sans-serif;">2</span></span>}}$Das ist nicht gut.1 / 2.

4.Chemische Eigenschaften:

• Chemische Stabilität:SiC ist chemisch inert und sehr widerstandsfähig gegen die meisten Säuren, Alkalien und Oxidation.
• Oxidationsbeständigkeit:SiC bildet bei hoher Temperaturen einer Sauerstoffbelastung eine Schutzschicht aus Siliziumdioxid (SiO2), was seine Oxidationsbeständigkeit erhöht.

5.Optische Eigenschaften:

• Transparenz:SiC-Substrate sind im sichtbaren Licht nicht optisch transparent, können aber im Infrarotspektrum, abhängig von der Dopingkonzentration und -dicke, transparent sein.

6.Strahlungshartheit:

• SiC weist eine ausgezeichnete Widerstandsfähigkeit gegen Strahlenschäden auf, was für Raumfahrt- und Kernanwendungen von Vorteil ist.

7.Häufige Polytypen:

• Die häufigsten in elektronischen Geräten verwendeten Polytypen von SiC sind 4H-SiC und 6H-SiC. Diese Polytypen unterscheiden sich in ihrer Stapelfolge, was die elektronischen Eigenschaften des Materials beeinflusst,wie Trägermobilität und Bandgap.

Datenblatt für SiC-Substrat des Typs P

Anwendung des SiC-Substrats des Typs P

1.Leistungselektronik:

• Hochspannungsgeräte:P-Typen SiC-Substrate werden in Leistungs-MOSFETs, Schottky-Dioden und Thyristoren für Anwendungen mit hoher Spannung, hoher Leistung und hoher Effizienz verwendet.Diese Geräte sind für Stromumwandlungssysteme entscheidend, einschließlich der in Elektrofahrzeugen, erneuerbaren Energiesystemen (z. B. Solarumrichter) und industriellen Antrieben.
• Erhöhte Effizienz und Zuverlässigkeit:Die breite Bandbreite von SiC ermöglicht Geräten, bei höheren Temperaturen, Spannungen und Frequenzen zu arbeiten als herkömmliche Silizium-basierte Geräte.Dies führt zu einer erhöhten Effizienz und einer Verringerung der Leistungselektronik.

2.HF- und Mikrowellengeräte:

• Hochfrequenzanwendungen:P-Typen SiC-Substrate werden in RF-Verstärkern, Mischern und Oszillatoren, insbesondere in Kommunikationssystemen, Radarsystemen und Satellitenkommunikation, verwendet.Die hohe Wärmeleitfähigkeit von SiC sorgt dafür, dass diese Geräte ihre Leistung auch bei hoher Leistung beibehalten.
• 5G-Technologie:Die Fähigkeit, bei höheren Frequenzen und höheren Leistungsdichten zu arbeiten, macht SiC-Substrate ideal für Geräte in der 5G-Kommunikationsinfrastruktur.

3.LEDs und optoelektronische Geräte:

• LED-Substrate:SiC des Typs P wird als Substrat für die Herstellung von LEDs, insbesondere für blaues und grünes Licht, verwendet.Die thermische Stabilität und die Verzahnung mit Halbleitern auf Nitridbasis (z. B. GaN) machen sie für hohe Helligkeits-LEDs in der Automobilbeleuchtung geeignet, Anzeigen und allgemeine Beleuchtung.
• mit einer Leistung von mehr als 50 W und einer Leistung von mehr als 50 WSiC-Substrate werden in UV-Fotodetektoren und hocheffizienten Solarzellen eingesetzt, da sie extremen Umgebungen wie hohen Temperaturen und Strahlenexposition standhalten können.

4.Hochtemperaturelektronik:

• Luftfahrt und Verteidigung:SiC-basierte Geräte sind ideal für Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsanwendungen geeignet, einschließlich Steuerungssysteme für Düsenmotoren,bei denen Bauteile zuverlässig bei hohen Temperaturen und unter extremer mechanischer Belastung funktionieren müssen.
• Exploration von Öl und Gas:SiC-Geräte werden in Bohr- und Überwachungssystemen eingesetzt, bei denen hochtemperaturfähige Elektronik erforderlich ist, um den rauen Umgebungen von Öl- und Gasbohrungen standzuhalten.

5.Anwendungen im Automobilbereich:

• Elektrofahrzeuge (EV):SiC-Substrate des Typs P ermöglichen die Herstellung effizienter Leistungselektronik, die in Wechselrichter, Ladegeräten und Bordnetzen von Elektrofahrzeugen verwendet wird.Beitrag zur Verbesserung der Reichweite und der Ladegeschwindigkeit von Elektrofahrzeugen.
• Hybride und elektrische Antriebe:Die höhere Effizienz und thermische Leistung von SiC-Antrieben machen sie für Antriebe im Automobilbereich geeignet, bei denen eine Gewichtsreduktion und eine Verbesserung der Energieeffizienz von entscheidender Bedeutung sind.

6.Industrie- und erneuerbare Energien:

• Solarumrichter:SiC-Substrate ermöglichen die Entwicklung kompakterer und effizienterer Wechselrichter in Photovoltaik-Systemen, die von Solarzellen erzeugten Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln.
• Windenergiesysteme:In Windkraftanlagen werden SiC-Geräte zur Steigerung der Effizienz von Stromumwandlungssystemen eingesetzt, um Energieverluste zu reduzieren und die allgemeine Systemzuverlässigkeit zu verbessern.

7.Medizinprodukte:

• Medizinische Bildgebungs- und Diagnosegeräte:SiC-basierte Geräte werden in Hochfrequenz- und Hochleistungselektronik für Bildgebungssysteme wie CT-Scanner und Röntgengeräte eingesetzt, bei denen Zuverlässigkeit und thermisches Management von entscheidender Bedeutung sind.