Produkteinführung mit einer Breite von mehr als 20 mm,

3C-SiC-Wafer, auch als Cubic Silicon Carbide-Wafer bekannt, sind ein wichtiges Mitglied der breiten Bandgap-Halbleiterfamilie.Mit ihrer einzigartigen kubischen Kristallstruktur und außergewöhnlichen physikalischen und chemischen Eigenschaften, 3C-SiC-Wafer werden weit verbreitet in Leistungselektronik, Funkfrequenzgeräten, Hochtemperatursensoren und mehr verwendet.3C-SiC bietet eine höhere Elektronenmobilität und eine Gitterkonstante näher an Silizium, was eine höhere epitaxiale Wachstumskompatibilität und geringere Herstellungskosten ermöglicht.

Dank ihrer hohen Wärmeleitfähigkeit, der großen Bandbreite und der hohen Abbruchspannung halten 3C-SiC-Wafer eine stabile Leistung unter extremen Bedingungen wie hoher Temperatur, hoher Spannung,und hohe Frequenz, so dass sie ideal für die nächste Generation hocheffizienter und energieeinsparender elektronischer Geräte geeignet sind.

Eigentummit einer Breite von mehr als 20 mm,

Herstellungsprozess von 3C-SiC-Wafern
 

Substratvorbereitung
3C-SiC-Wafer werden typischerweise auf Silizium (Si) oder Siliziumkarbid (SiC) Substraten angebaut.Siliziumsubstrate bieten Kostenvorteile, stellen aber aufgrund von Gitter- und Wärmeausdehnungsausfällen Herausforderungen dar, die sorgfältig verwaltet werden müssen, um Defekte zu minimierenSiC-Substrate sorgen für eine bessere Gitterverknüpfung, was zu qualitativ hochwertigeren Epitaxialschichten führt.

Chemische Dampfdeposition (CVD) Epitaxialwachstum
Hochwertige 3C-SiC-Einkristallfolien werden über chemische Dampfdeposition auf Substraten angebaut.Reaktionsgase wie Methan (CH4) und Silan (SiH4) oder Chlorosilanen (SiCl4) reagieren bei erhöhten Temperaturen (~ 1300 °C) und bilden den 3C-SiC-KristallEine präzise Kontrolle der Gasdurchflussraten, Temperatur, Druck und Wachstumszeit gewährleistet die Kristallintegrität und Dicke der Epitaxialschicht.

Fehlerkontrolle und Stressmanagement
Aufgrund der Gitterunterstimmung zwischen Si-Substrat und 3C-SiC können sich während des Wachstums Defekte wie Verrutschungen und Stapelfehler bilden.Die Optimierung der Wachstumsparameter und die Verwendung von Pufferschichten helfen, die Defektdichte zu reduzieren und die Waferqualität zu verbessern.

Aufschneiden und Polieren von Wafern
Nach dem epitaxialen Wachstum wird das Material in Standardwafergrößen zerlegt.Erzielung einer industriellen Glattigkeit und Flachheit mit einer Oberflächenrauheit, die häufig unter der Nanometerskala liegt, geeignet für die Herstellung von Halbleitern.

Doping und elektrische Eigenschaften
N- oder P-Typ-Doping wird während des Wachstums durch Anpassung der Konzentration von Dopinggasen wie Stickstoff oder Bor eingeführt.Anpassung der elektrischen Eigenschaften der Wafer an die Konstruktionsanforderungen des GerätsEine präzise Dopingkonzentration und Gleichmäßigkeit sind entscheidend für die Leistungsfähigkeit des Geräts.

Materialprinzipien und Leistungsvorteile
 

Kristallstruktur
3C-SiC hat eine kubische Kristallstruktur (Raumgruppe F43m), die dem Silizium ähnelt und das epitaxiale Wachstum auf Siliziumsubstraten erleichtert und Gitterfehler reduziert.Die Gitterkonstante beträgt etwa 4.36 Å.

Breitbandspalt Halbleiter
Mit einer Bandlücke von etwa 2,3 eV übertrifft 3C-SiC Silizium (1,12 eV), wodurch der Betrieb bei höheren Temperaturen und Spannungen ohne durch thermisch erreichte Träger verursachten Leckstrom möglich ist.erhebliche Verbesserung der Wärmebeständigkeit und Spannungsbeständigkeit des Geräts.

Hohe Wärmeleitfähigkeit und Stabilität
Siliziumkarbid weist eine Wärmeleitfähigkeit von nahezu 490 W/m·K auf, die deutlich höher ist als bei Silizium, was eine schnelle Wärmeableitung von Geräten ermöglicht.Verringerung der thermischen Belastung und Verbesserung der Lebensdauer von Geräten in Hochleistungsanwendungen.

Hohe Mobilität der Träger
3C-SiC verfügt über Elektronenmobilitäten von ca. 800 cm2/V·s, höher als 4H-SiC, was schnelleren Schaltgeschwindigkeiten und besserer Frequenzantwort für HF- und Hochgeschwindigkeitsgeräte ermöglicht.

Korrosionsbeständigkeit und mechanische Festigkeit
Das Material ist chemisch sehr korrosionsbeständig und mechanisch robust und eignet sich für raue Industrieumgebungen und präzise Mikrofabrikationsverfahren.

Anwendungen von 3C-SiC-Wafern

3C-SiC-Wafer werden aufgrund ihrer überlegenen Materialeigenschaften in verschiedenen fortgeschrittenen elektronischen und optoelektronischen Bereichen weit verbreitet:

Elektroelektronik
3C-SiC wird in hocheffizienten Leistungs-MOSFETs, Schottky-Dioden und isolierten Gate-Bipolartransistoren (IGBTs) eingesetzt.und Schaltgeschwindigkeiten mit reduzierten Energieverlusten.

Radiofrequenz- und Mikrowellengeräte
Ideal für Hochfrequenzverstärker und Leistungseinrichtungen in 5G-Kommunikationsbasestationen, Radarsystemen und Satellitenkommunikation, die von hoher Elektronenmobilität und thermischer Stabilität profitieren.

Hochtemperatursensoren und MEMS
geeignet für mikroelektromechanische Systeme (MEMS) und Sensoren, die unter extremen Temperaturen und rauen chemischen Umgebungen zuverlässig arbeiten müssen,die Überwachung von Fahrzeugmotoren und Luft- und Raumfahrtinstrumente.

Optoelektronik
Wird in ultravioletten (UV) LEDs und Laserdioden eingesetzt und nutzt die optische Transparenz und Strahlungshärte von 3C-SiC.

Elektrofahrzeuge und erneuerbare Energien
Unterstützt leistungsstarke Wechselrichtermodule und Leistungsumwandler, wodurch die Effizienz und Zuverlässigkeit von Elektrofahrzeugen (EV) und erneuerbaren Energiesystemen verbessert werden.

Häufig gestellte Fragen zu 3C-SiC-Wafern

F1: Was ist der Hauptvorteil von 3C-SiC-Wafern gegenüber herkömmlichen Siliziumwafern?
A1: 3C-SiC hat eine größere Bandbreite (ca. 2,3 eV) als Silizium (1,12 eV), so dass Geräte bei höheren Temperaturen, Spannungen und Frequenzen mit besserer Effizienz und thermischer Stabilität arbeiten können.

F2: Wie verglichen wir 3C-SiC mit anderen SiC-Polytypen wie 4H-SiC und 6H-SiC?
A2: 3C-SiC bietet eine bessere Gitterverknüpfung mit Siliziumsubstraten und eine höhere Elektronenmobilität, was für Hochgeschwindigkeitsgeräte und die Integration in bestehende Siliziumtechnologie von Vorteil ist.4H-SiC ist in Bezug auf die kommerzielle Verfügbarkeit reifer und hat eine größere Bandbreite (~3.26 eV).

F3: Welche Wafergrößen sind für 3C-SiC verfügbar?
A3: Zu den gängigen Größen gehören 2-Zoll-, 3-Zoll- und 4-Zoll-Wafer. Abhängig von den Produktionsmöglichkeiten können kundenspezifische Größen erhältlich sein.

F4: Können 3C-SiC-Wafer für verschiedene elektrische Eigenschaften doppiert werden?
A4: Ja, 3C-SiC-Wafer können während des Wachstums mit N- oder P-Typ-Dopanten bestückt werden, um die gewünschte Leitfähigkeit und Gerätecharakteristik zu erreichen.

F5: Welche typischen Anwendungen gibt es für 3C-SiC-Wafer?
A5: Sie werden in Leistungselektronik, HF-Geräten, Hochtemperatursensoren, MEMS, UV-Optoelektronik und Strommodulen für Elektrofahrzeuge verwendet.

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