วิธีระยะเหลว: ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีสําคัญในอนาคต การเติบโตของซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)

วิธีระยะเหลว: ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีสําคัญในอนาคต การเติบโตของซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC)

สหภาพนวัตกรรมเทคโนโลยีครึ่งตัวแบบ Wide Bandgap

ในฐานะวัสดุครึ่งประจุรุ่นที่สาม คาร์บิดซิลิคอน (SiC) มีคุณสมบัติทางกายภาพและไฟฟ้าที่โดดเด่น ทําให้มันมีความหวังสูงสําหรับความถี่สูง ความดันสูงและอุปกรณ์ครึ่งตัวนําพลังงานสูงSiC ค้นหาการใช้ในสาขา เช่น อิเล็กทรอนิกส์พลังงาน, โทรคมนาคม, รถยนต์, และพลังงานและระบบพลังงานที่มั่นคง รวมถึงการใช้ไฟฟ้าที่ฉลาดในอนาคตอย่างไรก็ตาม การผลิตซับสราต SiC คลิกเดียวยังคงเป็นปัญหาทางเทคนิคที่สําคัญสภาพแวดล้อมความดันต่ําและตัวแปรต่าง ๆ ที่เกี่ยวข้องกับการเติบโตของคริสตัลได้ชะลอการนํา SiC มาใช้ในธุรกิจ.

ปัจจุบันวิธีการขนย้ายควายทางกายภาพ (PVT) เป็นเทคนิคที่นํามาใช้อย่างแพร่หลายที่สุดสําหรับการเติบโต SiC เอกสารคริสตัลในอุตสาหกรรมวิธีนี้เผชิญกับความยากลําบากอย่างมากในการผลิตคริสตัลเดียว p-type 4H-SiC และ 3C-SiC cubicการจํากัดของวิธี PVT ส่งผลลัพธ์ SiC อยู่ในการใช้งานเฉพาะอย่างยิ่ง เช่น ความถี่สูง ความดันสูงและอุปกรณ์ IGBT ที่มีพลังงานสูง (Insulated Gate Bipolar Transistor) และมีความน่าเชื่อถือสูง, อุปกรณ์ MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) ที่ใช้ได้นาน

ในสภาพการณ์นี้ วิธีการระยะเหลวได้ปรากฏขึ้นเป็นเทคโนโลยีใหม่ที่สัญญาสําหรับการเจริญเติบโตของคริสตัลเดียว SiCโดยเฉพาะในการผลิตคริสตัลเดียว p-type 4H-SiC และ 3C-SiCวิธีนี้ทําให้การเจริญเติบโตของคริสตัลที่มีคุณภาพสูงในอุณหภูมิที่ต่ํากว่าค่อนข้าง สร้างพื้นฐานที่แข็งแกร่งสําหรับการผลิตอุปกรณ์ครึ่งประสาทที่มีประสิทธิภาพสูงวิธีระยะเหลวทําให้สามารถควบคุมปัจจัยอย่างเช่นการเติมยาได้มากขึ้น, โครงสร้างกรวยและอัตราการเติบโต, ให้ความยืดหยุ่นและการปรับปรุงมากขึ้น, ซึ่งให้ทางออกที่มีประสิทธิภาพในการโจทย์ในการผลิต SiC ปกติ.

ข้อดีของวิธีการระยะเหลว

แม้ว่าจะมีปัญหาทางเทคนิคบางอย่างในการอุตสาหกรรมวิธีระยะเหลว เช่น ความมั่นคงในการเติบโตของคริสตัล การควบคุมค่าใช้จ่าย และความต้องการอุปกรณ์ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีอย่างต่อเนื่องและความต้องการในตลาดที่เพิ่มขึ้นชี้ให้เห็นว่าวิธีนี้อาจกลายเป็นแนวทางการเติบโต SiC single crystal mainstreamโดยเฉพาะอย่างยิ่งสําหรับการผลิต อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีพลังงานสูง ความสูญเสียน้อย ความมั่นคงสูง และอายุการใช้งานยาวนาน

เมื่อไม่นานมานี้ นักวิจัยสมาชิก ลีฮุย จากสถาบันฟิสิกส์ สถาบันวิทยาศาสตร์จีน ได้บรรยายเรื่อง การเติบโตของคริสตัลเดี่ยว SiC โดยใช้วิธีระยะเหลวการนําเสนอวิธีแก้ไขการใช้งานสําหรับประเภทคริสตัล SiC หลายชนิดโดยเฉพาะอย่างยิ่ง ความก้าวหน้าในการเติบโตของ 3C-SiC และ p-type 4H-SiC สัญลักษณ์เดียวได้เปิดเส้นทางใหม่สําหรับการอุตสาหกรรมของวัสดุ SiCความก้าวหน้าเหล่านี้เป็นพื้นฐานที่แข็งแรงสําหรับการพัฒนาอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ระดับอุตสาหกรรม และระดับสูง

ข้อดีทางกายภาพของซิลิคอนคาร์ไบด

ลีฮุย (Li Hui) ชี้ให้เห็นถึงข้อดีทางกายภาพที่สําคัญของ SiC เมื่อเทียบกับซิลิคอน (Si) ซึ่งยังคงเป็นวัสดุที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุดในเซมีคอนดักเตอร์พลังงาน:

• สนามการแยกที่สูงกว่าสนามการทําลายของ SiC มากกว่า 10 เท่าของซิลิคอน ทําให้มันสามารถทนความกระชับกําลังสูงขึ้นโดยไม่ต้องเสียสภาพ
• ความเร็วการเคลื่อนไหวอิเล็กตรอนที่อิ่มสูงกว่าความเร็วของการลอยของ SiC มากกว่าซิลิคอนสองเท่า ทําให้มันสามารถทํางานได้ในความถี่ที่สูงขึ้น และเพิ่มประสิทธิภาพของอุปกรณ์และความเร็วในการตอบสนอง ซึ่งเป็นสิ่งสําคัญสําหรับการใช้งานความเร็วสูง
• ความสามารถในการนําความร้อนสูงขึ้น:ความสามารถในการนําความร้อนของ SiC มากกว่าซิลิคอนถึง 3 เท่า และ 10 เท่าของแกลเลียมอาร์เซนได (GaAs) ทําให้การระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความหนาแน่นของพลังงานสูงขึ้นและลดการสูญเสียความร้อนภายใต้ภาระหนัก.

ความ ท้าทาย และ มุมมอง ใน อนาคต

ขณะที่วิธีการระยะเหลวมีข้อดีมากมาย แต่ต้องมีการวิจัยและพัฒนาเพิ่มเติมเพื่อแก้ปัญหา เช่น การรับประกันกระบวนการการเติบโตที่มั่นคง การลดต้นทุนการผลิตและการปรับปรุงอุปกรณ์ด้วยความพยายามร่วมกันระหว่างสถาบันวิจัยและอุตสาหกรรม วิธีระยะเหลวคาดว่าจะมีบทบาทสําคัญในการพัฒนาเทคโนโลยี SiC สําหรับการใช้งานที่มีประสิทธิภาพสูง

หากมีข้อผิดพลาดใดๆ กรุณาติดต่อเรา เพื่อขอให้ถอน

คําแนะนําสินค้าที่เกี่ยวข้อง

• 3C-SIC WAFER

Aวอฟเฟอร์ 3C-SiC (คิวบิกซิลิคอนคาร์ไบด์)เป็นซับสราทครึ่งประสาทที่มีประสิทธิภาพสูง ที่มีลักษณะเป็นโครงสร้างคริสตัลลูกกลอง ไม่เหมือนกับพอลิไทป์ของซิลิคอนคาร์ไบด์อื่น ๆ (เช่น 4H-SiC และ 6H-SiC)3C-SiC แสดงคุณสมบัติวัสดุพิเศษที่ทําให้มันเหมาะสมสําหรับการใช้งานเฉพาะc การใช้งานในอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน อุปกรณ์ความถี่สูง และอิเล็กทรอนิกส์แสง

• 4H-N SIC WAFER

4H-SiC (ซิลิคอนคาร์ไบด์ทรงหกเหลี่ยม)เป็นวัสดุครึ่งประสาทที่มีช่วงความกว้างที่รู้จักด้วยคุณสมบัติทางกายภาพและไฟฟ้าที่โดดเด่น ทําให้มันเป็นตัวเลือกนําในการใช้งานในพลังงานสูง, ความถี่สูง และอุณหภูมิสูงมันเป็นหนึ่งในพอลิตี้ป์ของซิลิคอนคาร์ไบด์ที่ใช้กันทั่วไปในอิเล็กทรอนิกส์พลังงาน เนื่องจากคุณสมบัติวัสดุที่เหนือกว่า.

• 6H-N SIC WAFER

6H-SiC (ซิลิคอนคาร์ไบด์สี่เหลี่ยม)เป็นพอลิไทป์ของซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีโครงสร้างคริสตัลทรงหกเหลี่ยม6H-SiC ใช้กันอย่างแพร่หลายในแอปพลิเคชั่นที่ต้องการพลังงานสูง, ความถี่สูง, และความมั่นคงทางความร้อนสูง. แม้ว่ามันจะไม่ค่อยจะพบได้มากนักจาก 4H-SiC สําหรับอิเล็กทรอนิกส์พลังงานที่ทันสมัย แต่มันยังคงเป็นวัสดุที่มีค่าสําหรับการใช้งานเฉพาะเจาะจงโดยเฉพาะในวงการ optoelectronics และเซ็นเซอร์.