Les substrats en carbure de silicium sont divisés en deux catégories : semi-isolant et conducteur. Actuellement, la spécification courante des substrats semi-isolés en carbure de silicium est de 4 pouces. Sur le marché des substrats conducteurs, la spécification courante est de 6 pouces.
En raison des applications en aval dans le domaine RF, les substrats SiC semi-isolés et les matériaux épitaxiaux sont soumis au contrôle des exportations du Département du Commerce des États-Unis. Le SiC semi-isolé utilisé comme substrat est le matériau privilégié pour l'hétéroépitaxie GaN et offre d'importantes perspectives d'application dans le domaine des micro-ondes. Comparé au désaccord cristallin du saphir (14 %) et du silicium (16,9 %), le désaccord cristallin des matériaux SiC et GaN n'est que de 3,4 %. Associé à la conductivité thermique ultra-élevée du SiC, les LED à haute efficacité énergétique et les dispositifs micro-ondes GaN haute fréquence et haute puissance fabriqués à partir de ce matériau présentent de grands avantages pour les radars, les équipements micro-ondes haute puissance et les systèmes de communication 5G.
La recherche et le développement de substrats SiC semi-isolés ont toujours été au cœur des recherches et du développement de substrats monocristallins SiC. La croissance de ces matériaux se heurte à deux difficultés principales :
1) Réduire les impuretés donneuses d'azote introduites par le creuset en graphite, l'adsorption d'isolation thermique et le dopage dans la poudre ;
2) Tout en garantissant la qualité et les propriétés électriques du cristal, un centre de niveau profond est introduit pour compenser les impuretés résiduelles de niveau peu profond avec une activité électrique.
À l'heure actuelle, les fabricants disposant d'une capacité de production de SiC semi-isolé sont principalement SICC Co, Semisic Crystal Co, Tanke Blue Co, Hebei Synlight Crystal Co., Ltd.
Le cristal conducteur de SiC est obtenu par injection d'azote dans l'atmosphère en croissance. Le substrat conducteur en carbure de silicium est principalement utilisé dans la fabrication de dispositifs de puissance. Ces dispositifs, caractérisés par une tension, un courant, une température et une fréquence élevés, ainsi que de faibles pertes, présentent des avantages uniques. Ils amélioreront considérablement l'efficacité de conversion énergétique des dispositifs à base de silicium et auront un impact significatif et considérable sur la conversion efficace de l'énergie. Les principaux domaines d'application sont les véhicules électriques et les bornes de recharge, les nouvelles énergies photovoltaïques, le transport ferroviaire et les réseaux intelligents. Comme les produits conducteurs sont principalement destinés aux véhicules électriques, au photovoltaïque et à d'autres secteurs, leurs applications sont plus vastes et les fabricants plus nombreux.
Type de cristal de carbure de silicium : La structure typique du meilleur carbure de silicium cristallin 4H peut être divisée en deux catégories : la structure cubique de type sphalérite, appelée 3C-SiC ou β-SiC, et la structure hexagonale ou diamant à grande période, typique des 6H-SiC, 4H-SiC, 15R-SiC, etc., collectivement appelées α-SiC. Le 3C-SiC présente l'avantage d'une résistivité élevée dans la fabrication de dispositifs. Cependant, la forte disparité entre les constantes de réseau et les coefficients de dilatation thermique du Si et du SiC peut entraîner de nombreux défauts dans la couche épitaxiale de 3C-SiC. Le 4H-SiC présente un grand potentiel dans la fabrication de MOSFET, car ses processus de croissance cristalline et de croissance de couche épitaxiale sont plus excellents, et en termes de mobilité électronique, le 4H-SiC est supérieur au 3C-SiC et au 6H-SiC, offrant de meilleures caractéristiques micro-ondes pour les MOSFET 4H-SiC.
En cas d'infraction, contactez supprimer
Date de publication : 16 juillet 2024