SiC 기판 4H/6H-P 3C-N 45.5mm~150.0mm Z 등급 P 등급 D 등급

4H/6H-P 3C-N SiC 기체의 추상

본 연구는 4H/6H 폴리 타입 실리콘 카비드 (SiC) 기판의 구조 및 전자적 특성을 탐구합니다.4H/6H-SiC와 3C-N-SiC 사이의 다형적 전환은 SiC 기반 반도체 장치의 성능을 향상시키는 독특한 기회를 제공합니다.고온 화학 증기 퇴적 (CVD) 을 통해 3C-SiC 필름은 4H/6H-SiC 기판에 퇴적되어 격자 불일치와 부착 밀도를 줄이는 것을 목표로합니다.엑스선 difrction (XRD) 를 이용한 상세한 분석, 원자 힘 현미경 (AFM) 및 전송 전자 현미경 (TEM) 은 필름의 대각선 정렬 및 표면 형태를 보여줍니다.전기 측정은 운반기 이동성과 고장 전압이 향상된 것을 나타냅니다.이 기판 구성은 차세대 고전력 및 고주파 전자 애플리케이션에 유망합니다.이 연구는 결함을 최소화하고 다른 SiC 다형 사이의 구조적 일관성을 향상시키기 위해 성장 조건을 최적화하는 것의 중요성을 강조합니다..

4H/6H-P 3C-N SiC 기체의 특성

4H/6H 폴리타이프 (P) 실리콘 카바이드 (SiC) 기판과 3C-N (질소 도핑) SiC 필름은 다양한 고전력, 고주파,그리고 고온 애플리케이션이 재료의 주요 특성은 다음과 같습니다.

1.폴리 타입과 크리스탈 구조:

• 4H-SiC 및 6H-SiC:이들은 Si-C 쌍층의 서로 다른 쌓기 염기서열을 가진 육각형 결정 구조입니다. "H"는 육각형 대칭을 나타냅니다. 숫자는 쌓기 염기서열의 계층 수를 나타냅니다.
  • 4H-SiC:높은 전자 이동성과 더 넓은 대역 간격 (약 3.2 eV) 을 제공하여 고 주파수 및 고 전력 장치에 적합합니다.
  • 6H-SiC:4H-SiC에 비해 전자 이동성과 대역 간격 (약 3.0 eV) 이 약간 낮지만 여전히 전력 전자제품에 사용됩니다.
• 3C-SiC (큐브):SiC (3C-SiC) 의 큐브 형태는 일반적으로 더 동성형 결정 구조를 가지고 있으며, 더 낮은 굴절 밀도를 가진 기판에서 더 쉬운 대두성 성장을 초래합니다.36 eV이며 전자 장치와 통합 할 수 있습니다..

2.전자 속성:

• 광대역간격:SiC는 높은 온도와 전압에서 효율적으로 작동 할 수있는 넓은 대역 간격을 가지고 있습니다. 대역 간격은 다형에 따라 다릅니다:
  • 4H-SiC:3.2 eV
  • 6H-SiC:30.0 eV
  • 3C-SiC:2.36 eV
• 고분열 전기장:높은 분해 전기장 (~3-4 MV/cm) 은 고전압을 견딜 필요가 있는 전력 장치에 이상적으로 적합합니다.
• 항공기 이동성:
  • 4H-SiC:6H-SiC에 비해 높은 전자 이동성 (~ 800 cm2/Vs)
  • 6H-SiC:중등 전자 이동성 (~ 400cm2/Vs)
  • 3C-SiC:큐브 형태는 일반적으로 육각형 형태보다 높은 전자 이동성을 가지고 있으며 전자 장치에 바람직합니다.

3.열 특성:

• 높은 열전도:SiC는 우수한 열전도 (~3-4 W/cm·K) 를 가지고 있으며, 고전력 전자제품에 매우 중요한 효율적인 열 분비를 가능하게 한다.
• 열 안정성:SiC는 1000°C 이상의 온도에서 안정적이므로 고온 환경에 적합합니다.

4.기계적 성질:

• 높은 경직성 및 강도:SiC는 매우 단단한 재료 (모크스 경도는 9.5) 로 인해 마모 및 기계적 손상을 견딜 수 있습니다.
• 고성년자 모듈:그것은 높은 영 모듈 (~ 410 GPa) 을 가지고 있으며, 기계적 응용 분야에서 딱딱함과 내구성에 기여합니다.

5.화학적 성질:

• 화학적 안정성:SiC는 화학적 부식과 산화에 매우 내성이 있어 부식성 가스 및 화학 물질을 포함한 혹독한 환경에 적합합니다.
• 낮은 화학 반응성:이 특성은 더 많은 요구 응용 프로그램에서 안정성과 성능을 향상시킵니다.

6.광전자 특성:

• 광광광:3C-SiC는 광 발광을 나타내며 광 전자 장치, 특히 자외선 범위에서 작동하는 데 유용합니다.
• 높은 UV 감수성:SiC 물질의 넓은 대역 간격은 자외선 탐지기와 다른 광전자 응용 프로그램에서 사용할 수 있습니다.

7.도핑 특성:

• 질소 도핑 (N형):질소는 3C-SiC에서 n형 도판트로 자주 사용되며, 그 전도성 및 전자 운반자 농도를 향상시킵니다.도핑 수치를 정확하게 조절하여 기판의 전기적 특성을 정밀하게 조정할 수 있습니다..

8.응용 프로그램:

• 전력 전자:높은 분사 전압, 넓은 대역 간격, 열 전도성은 이러한 기판을 MOSFET, IGBT 및 Schottky 다이오드와 같은 전력 전자 장치에 이상적으로 만듭니다.
• 고주파 장치:4H-SiC와 3C-SiC의 높은 전자 이동성은 효율적인 고주파 작동을 허용하여 RF 및 마이크로파 응용 프로그램에 적합합니다.
• 광전자:3C-SiC의 광학적 특성은 자외선 검출기 및 다른 광학 응용 프로그램에 대한 후보가됩니다.

이러한 특성은 4H/6H-P와 3C-N SiC의 조합을 광범위한 고급 전자, 광 전자 및 고온 응용 분야에 대한 다재다능한 기판으로 만듭니다.

4H/6H-P 3C-N SiC 기체의 사진

4H/6H-P 3C-N SiC 기체의 응용

4H/6H-P 및 3C-N SiC 기판의 조합은 여러 산업 분야에서 다양한 응용 프로그램을 가지고 있으며, 특히 고전력, 고온 및 고주파 장치에서 사용됩니다.다음은 주요 응용 프로그램 중 일부입니다.:

1.전력 전자:

• 고전압 전원장치:4H-SiC와 6H-SiC의 넓은 대역 간격과 높은 분해 전기 필드는 이러한 기판을 MOSFET, IGBT,그리고 높은 전압과 전류에서 작동해야 하는 Schottky 다이오드이 장치들은 전기 차량 (EV), 산업용 모터 드라이브 및 전력 네트워크에 사용됩니다.
• 고효율 전력 변환:SiC 기반의 장치들은 에너지 손실이 적은 효율적인 전력 변환을 가능하게 합니다. 태양광 발전 시스템, 풍력 터빈,그리고 전기 전력 전송.

2.고주파 및 RF 응용 프로그램:

• RF 및 마이크로 웨이브 장치:4H-SiC 의 높은 전자 이동성 및 분해 전압으로 인해 전파 (RF) 및 마이크로 웨브 장치에 적합합니다. 이 장치들은 무선 통신 시스템, 레이더,위성 통신, 높은 주파수 작동과 열 안정성이 필수적입니다.
• 5G 통신:SiC 기판은 낮은 전력 손실로 고주파 신호를 처리 할 수있는 능력으로 인해 5G 네트워크의 전력 증폭기와 스위치에 사용됩니다.

3.항공우주 및 국방:

• 고온 센서 및 전자:SiC의 열 안정성과 방사능 저항성은 항공 및 방위용 용도로 적합합니다. SiC 장치는 극한 온도, 고 방사선 환경,그리고 우주 탐사에서 발견되는 혹독한 조건, 군사 장비, 항공 시스템.
• 전원 공급 시스템:SiC 기반의 전력 전자제품은 에너지 효율을 높이고 무게와 냉각 요구 사항을 줄이기 위해 항공기 및 우주선 전력 공급 시스템에서 사용됩니다.

4.자동차 산업:

• 전기차 (EV):SiC 기판은 인버터, 탑재 충전기 및 DC-DC 변환기와 같은 EV의 전력 전자제품에서 점점 더 많이 사용됩니다.SiC 의 고효율성 은 배터리 수명 을 연장 하고 전기차 의 주행 범위 를 높이는 데 도움 이 된다.
• 고속 충전역:SiC 장치는 EV 고속 충전소에서 더 빠르고 효율적인 전력 변환을 가능하게 하며 충전 시간을 줄이고 에너지 전송 효율을 향상시킵니다.

5.산업용:

• 모터 드라이브 및 제어 장치:SiC 기반의 전력 전자기기는 산업용 모터 드라이브에서 높은 효율을 가진 대형 전기 모터를 제어하고 조절하는 데 사용됩니다. 이러한 시스템은 제조업, 로봇,그리고 자동화.
• 재생 에너지 시스템:SiC 기판은 태양광 인버터와 풍력 터빈 컨트롤러와 같은 재생 에너지 시스템에서 매우 중요합니다. 효율적인 전력 변환과 열 관리가 신뢰할 수있는 작동에 필요합니다.

6.의료기기:

• 고 정밀 의료 장비:SiC의 화학적 안정성과 생체 호환성은 임플란테블 센서, 진단 장비 및 고전력 의료 레이저와 같은 의료 장치에 사용되도록합니다.낮은 전력 손실과 함께 높은 주파수에서 작동 할 수있는 능력은 정밀 의료 응용 프로그램에서 필수적입니다..
• 방사능 경화 전자제품:방사능에 대한 SiC의 저항성은 신뢰성과 정확성이 중요한 의료 영상 장치와 방사선 치료 장비에 적합합니다.

7.광전자:

• 자외선 탐지기와 광 탐지기:3C-SiC의 밴드gap은 자외선 (UV) 빛에 민감하게 작용하여 산업, 과학 및 환경 모니터링 응용 프로그램에서 UV 탐지기에 유용하게 사용됩니다.이 검출기는 불꽃 검출에 사용됩니다., 우주 망원경, 화학 분석
• LED 및 레이저:SiC 기판은 빛 방출 다이오드 (LED) 와 레이저 다이오드, 특히 자동차 조명, 디스플레이,그리고 고체 조명.

8.에너지 시스템:

• 고체 변압기:SiC 전력 장치는 전통적인 트랜스포머보다 효율적이고 컴팩트한 고체 트랜스포머에 사용됩니다. 이들은 에너지 유통 및 스마트 그리드 시스템에서 중요합니다.
• 배터리 관리 시스템:배터리 관리 시스템 내의 SiC 장치는 재생 에너지 설비와 전기 차량에서 사용되는 에너지 저장 시스템의 효율성과 안전성을 향상시킵니다.

9.반도체 제조:

• 부근성장 기질:3C-SiC를 4H/6H-SiC 기판에 통합하는 것은 반도체 장치 성능 향상에 이바지하는 부작용을 줄이기 위해 중요합니다.이것은 특히 고성능 트랜지스터와 통합 회로 생산에 유용합니다..
• GaN-on-SiC 장치:SiC 기판은 고주파 및 고전력 반도체 장치에서 갈륨 나트라이드 (GaN) 에피타크시에 사용됩니다. GaN-on-SiC 장치는 RF 전력 증폭기, 위성 통신 시스템에서 일반적입니다.,그리고 레이더 시스템.

10.가혹한 환경 전자:

• 석유 및 가스 탐사:SiC 장치는 전자제품에 사용되며, 높은 온도, 압력 및 부식성 환경에 견딜 수 있어야 합니다.
• 산업 자동화:높은 온도와 화학 물질 노출이 있는 가혹한 산업 환경에서 SiC 기반의 전자제품은 자동화 및 제어 시스템에 대한 신뢰성과 내구성을 제공합니다.

이러한 응용 프로그램은 다양한 산업 분야에서 현대 기술을 발전시키는 데 4H/6H-P 3C-N SiC 기판의 다양성과 중요성을 강조합니다.

질문 및 답변

4H-SiC와 6H-SiC의 차이는 무엇일까요?

간단히 말해서, 4H-SiC와 6H-SiC 사이에서 선택할 때: 열 관리가 중요한 고전력 및 고주파 전자제품에 4H-SiC를 선택하십시오.빛 방출과 기계적 내구성을 우선시하는 응용 프로그램에서 6H-SiC를 선택하십시오., LED 및 기계적 구성 요소를 포함하여

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