Les plaquettes de SiC sont des semi-conducteurs fabriqués à partir de carbure de silicium. Développé en 1893, ce matériau est idéal pour de nombreuses applications. Il est particulièrement adapté aux diodes Schottky, aux diodes Schottky à barrière de jonction, aux commutateurs et aux transistors à effet de champ métal-oxyde-semiconducteur. Sa dureté élevée en fait un excellent choix pour les composants électroniques de puissance.
Il existe actuellement deux principaux types de plaquettes de SiC. La première est la plaquette polie, constituée d'une seule plaquette de carbure de silicium. Composée de cristaux de SiC de haute pureté, elle peut mesurer 100 ou 150 mm de diamètre. Elle est utilisée dans les dispositifs électroniques de forte puissance. La seconde est la plaquette épitaxiale de carbure de silicium cristallin. Ce type de plaquette est obtenu par l'ajout d'une seule couche de cristaux de carbure de silicium à la surface. Cette méthode, appelée épitaxie de type N, nécessite un contrôle précis de l'épaisseur du matériau.
Le type suivant est le carbure de silicium bêta. Le SiC bêta est produit à des températures supérieures à 1 700 °C. Les carbures alpha sont les plus courants et présentent une structure cristalline hexagonale similaire à la wurtzite. La forme bêta, similaire au diamant, est utilisée dans certaines applications. Il a toujours été le premier choix pour les produits semi-finis destinés aux véhicules électriques. Plusieurs fournisseurs tiers de plaquettes de carbure de silicium travaillent actuellement sur ce nouveau matériau.
Les plaquettes de SiC ZMSH sont des matériaux semi-conducteurs très populaires. Ce matériau semi-conducteur de haute qualité convient parfaitement à de nombreuses applications. Les plaquettes de carbure de silicium ZMSH sont un matériau très utile pour divers dispositifs électroniques. ZMSH propose une large gamme de plaquettes et de substrats SiC de haute qualité, disponibles en versions de type N et semi-isolées.
2---Carbure de silicium : vers une nouvelle ère de plaquettes
Propriétés physiques et caractéristiques du carbure de silicium
Le carbure de silicium présente une structure cristalline particulière, utilisant une structure hexagonale compacte semblable à celle du diamant. Cette structure lui confère une excellente conductivité thermique et une résistance aux températures élevées. Comparé aux matériaux silicium traditionnels, le carbure de silicium présente une largeur de bande interdite plus importante, ce qui permet un espacement plus important des bandes électroniques, ce qui se traduit par une plus grande mobilité électronique et un courant de fuite plus faible. De plus, le carbure de silicium présente une vitesse de dérive de saturation électronique plus élevée et une résistivité plus faible, offrant de meilleures performances pour les applications haute puissance.
Cas d'application et perspectives des plaquettes de carbure de silicium
Applications de l'électronique de puissance
Les plaquettes de carbure de silicium offrent de nombreuses possibilités d'application dans le domaine de l'électronique de puissance. Grâce à leur grande mobilité électronique et à leur excellente conductivité thermique, elles peuvent être utilisées pour la fabrication de dispositifs de commutation à haute densité de puissance, tels que les modules de puissance pour véhicules électriques et les onduleurs solaires. Leur stabilité à haute température permet à ces dispositifs de fonctionner dans des environnements à haute température, offrant ainsi une efficacité et une fiabilité accrues.
Applications optoélectroniques
Dans le domaine des dispositifs optoélectroniques, les plaquettes de carbure de silicium présentent des avantages uniques. Leur large bande interdite leur permet d'obtenir une énergie photonique élevée et une faible perte lumineuse dans les dispositifs optoélectroniques. Elles peuvent être utilisées pour la fabrication de dispositifs de communication haut débit, de photodétecteurs et de lasers. Leur excellente conductivité thermique et leur faible densité de défauts cristallins en font un matériau idéal pour la fabrication de dispositifs optoélectroniques de haute qualité.
Perspectives
Face à la demande croissante de composants électroniques hautes performances, les plaquettes de carbure de silicium sont promises à un avenir prometteur, car elles présentent d'excellentes propriétés et un large potentiel d'application. Grâce à l'amélioration continue des technologies de préparation et à la réduction des coûts, leur commercialisation sera favorisée. On s'attend à ce qu'elles pénètrent progressivement le marché au cours des prochaines années et deviennent le choix privilégié pour les applications haute puissance, haute fréquence et haute température.
3---Analyse approfondie du marché des plaquettes SiC et des tendances technologiques
Analyse approfondie des moteurs du marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC)
La croissance du marché des plaquettes de carbure de silicium (SiC) est influencée par plusieurs facteurs clés, et une analyse approfondie de leur impact sur le marché est essentielle. Voici quelques-uns des principaux moteurs du marché :
Économies d'énergie et protection de l'environnement : Les hautes performances et la faible consommation d'énergie des matériaux en carbure de silicium en font un matériau particulièrement apprécié pour les économies d'énergie et la protection de l'environnement. La demande pour les véhicules électriques, les onduleurs solaires et autres dispositifs de conversion d'énergie stimule la croissance du marché des plaquettes de carbure de silicium, car elles contribuent à réduire le gaspillage énergétique.
Applications en électronique de puissance : Le carbure de silicium excelle dans les applications d'électronique de puissance et peut être utilisé dans des environnements à haute pression et haute température. Avec la popularisation des énergies renouvelables et la promotion de la transition énergétique, la demande de plaquettes de carbure de silicium sur le marché de l'électronique de puissance ne cesse de croître.
Analyse détaillée des tendances de développement des technologies de fabrication futures des plaquettes SiC
Production de masse et réduction des coûts : La future fabrication de plaquettes de SiC privilégiera la production de masse et la réduction des coûts. Cela implique l'amélioration des techniques de croissance, telles que le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et le dépôt physique en phase vapeur (PVD), afin d'accroître la productivité et de réduire les coûts de production. De plus, l'adoption de procédés de production intelligents et automatisés devrait encore améliorer l'efficacité.
Nouvelle taille et structure des plaquettes : La taille et la structure des plaquettes de SiC pourraient évoluer à l'avenir pour répondre aux besoins de différentes applications. Il pourrait s'agir de plaquettes de plus grand diamètre, de structures hétérogènes ou de plaquettes multicouches pour offrir davantage de flexibilité de conception et de performances.
Efficacité énergétique et fabrication écologique : La fabrication de plaquettes de SiC mettra davantage l'accent sur l'efficacité énergétique et la fabrication écologique à l'avenir. Les usines alimentées par des énergies renouvelables, des matériaux écologiques, le recyclage des déchets et des procédés de production à faible émission de carbone deviendront des tendances dans le secteur manufacturier.
Date de publication : 19 janvier 2024