แผ่นรองพื้นซิลิคอนคาร์ไบด์แบ่งออกเป็นชนิดกึ่งฉนวนและชนิดนำไฟฟ้า ปัจจุบัน ขนาดที่นิยมใช้กันทั่วไปของแผ่นรองพื้นซิลิคอนคาร์ไบด์ชนิดกึ่งฉนวนคือ 4 นิ้ว ส่วนในตลาดแผ่นรองพื้นซิลิคอนคาร์ไบด์ชนิดนำไฟฟ้า ขนาดที่นิยมใช้กันทั่วไปคือ 6 นิ้ว
เนื่องจากมีการใช้งานในด้านคลื่นความถี่วิทยุ (RF) อย่างต่อเนื่อง วัสดุรองรับ SiC แบบกึ่งฉนวนและวัสดุเอพิแทกเซียลจึงอยู่ภายใต้การควบคุมการส่งออกของกระทรวงพาณิชย์สหรัฐฯ SiC แบบกึ่งฉนวนเป็นวัสดุรองรับที่นิยมใช้สำหรับการปลูกผลึก GaN แบบเฮเทอโรเอพิแทกซี และมีโอกาสในการใช้งานที่สำคัญในด้านไมโครเวฟ เมื่อเทียบกับความไม่เข้ากันของผลึกระหว่างแซฟไฟร์ 14% และ Si 16.9% ความไม่เข้ากันของผลึกระหว่าง SiC และ GaN มีเพียง 3.4% เท่านั้น เมื่อรวมกับค่าการนำความร้อนที่สูงมากของ SiC LED ที่มีประสิทธิภาพด้านพลังงานสูง และอุปกรณ์ไมโครเวฟความถี่สูงและกำลังสูง GaN ที่ผลิตจาก SiC จึงมีข้อได้เปรียบอย่างมากในด้านเรดาร์ อุปกรณ์ไมโครเวฟกำลังสูง และระบบสื่อสาร 5G
การวิจัยและพัฒนาวัสดุพื้นผิว SiC กึ่งฉนวนเป็นเป้าหมายหลักของการวิจัยและพัฒนาวัสดุพื้นผิวผลึกเดี่ยว SiC มาโดยตลอด อย่างไรก็ตาม มีความยากลำบากหลักสองประการในการปลูกวัสดุ SiC กึ่งฉนวน ได้แก่:
1) ลดปริมาณสิ่งเจือปนของไนโตรเจนที่เกิดจากการเหนี่ยวนำโดยเบ้าหลอมกราไฟต์ การดูดซับฉนวนกันความร้อน และการเจือปนในผง
2) ในขณะที่รับประกันคุณภาพและคุณสมบัติทางไฟฟ้าของผลึกนั้น ได้มีการนำศูนย์กลางระดับลึกเข้ามาใช้เพื่อชดเชยสิ่งเจือปนระดับตื้นที่เหลืออยู่ด้วยกิจกรรมทางไฟฟ้า
ปัจจุบัน ผู้ผลิตที่มีกำลังการผลิตซิลิกาคริสตัลแบบกึ่งฉนวนส่วนใหญ่ ได้แก่ บริษัท SICC, บริษัท Semisic Crystal, บริษัท Tanke Blue และบริษัท Hebei Synlight Crystal จำกัด
ผลึก SiC ที่นำไฟฟ้าได้นั้นเกิดขึ้นจากการฉีดไนโตรเจนเข้าไปในบรรยากาศการเจริญเติบโต พื้นผิวซิลิคอนคาร์ไบด์ที่นำไฟฟ้าได้นั้นส่วนใหญ่ใช้ในการผลิตอุปกรณ์ไฟฟ้า อุปกรณ์ไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์ที่มีข้อดีเฉพาะตัว เช่น แรงดันสูง กระแสสูง อุณหภูมิสูง ความถี่สูง การสูญเสียต่ำ และอื่นๆ จะช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการแปลงพลังงานของอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้ซิลิคอนในปัจจุบันได้อย่างมาก และมีผลกระทบอย่างมากและกว้างไกลต่อวงการการแปลงพลังงานอย่างมีประสิทธิภาพ พื้นที่การใช้งานหลัก ได้แก่ รถยนต์ไฟฟ้า/สถานีชาร์จ พลังงานแสงอาทิตย์ ระบบขนส่งทางราง โครงข่ายไฟฟ้าอัจฉริยะ และอื่นๆ เนื่องจากผลิตภัณฑ์นำไฟฟ้าส่วนใหญ่เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าในรถยนต์ไฟฟ้า พลังงานแสงอาทิตย์ และสาขาอื่นๆ จึงมีโอกาสในการใช้งานที่กว้างขวางและมีผู้ผลิตจำนวนมาก
ชนิดผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์: โครงสร้างทั่วไปของผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์ 4H ที่ดีที่สุดสามารถแบ่งออกได้เป็นสองประเภท ประเภทแรกคือผลึกซิลิคอนคาร์ไบด์แบบลูกบาศก์ที่มีโครงสร้างแบบสฟาเลอไรต์ หรือที่รู้จักกันในชื่อ 3C-SiC หรือ β-SiC และประเภทที่สองคือโครงสร้างแบบหกเหลี่ยมหรือเพชรที่มีช่วงขนาดใหญ่ ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของ 6H-SiC, 4H-SiC, 15R-SiC เป็นต้น ซึ่งรวมเรียกว่า α-SiC 3C-SiC มีข้อดีคือมีความต้านทานสูงในการผลิตอุปกรณ์ อย่างไรก็ตาม ความไม่ตรงกันสูงระหว่างค่าคงที่ของแลตติส Si และ SiC และค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนอาจนำไปสู่ข้อบกพร่องจำนวนมากในชั้นเอพิแทกเซียลของ 3C-SiC 4H-SiC มีศักยภาพสูงในการผลิต MOSFET เนื่องจากกระบวนการเจริญเติบโตของผลึกและการเจริญเติบโตของชั้นเอพิแทกเซียนั้นดีเยี่ยมกว่า และในแง่ของความคล่องตัวของอิเล็กตรอน 4H-SiC ก็สูงกว่า 3C-SiC และ 6H-SiC ทำให้ MOSFET ที่ทำจาก 4H-SiC มีคุณสมบัติทางไมโครเวฟที่ดีกว่า
หากพบการละเมิด โปรดติดต่อเพื่อลบออก
วันที่โพสต์: 16 กรกฎาคม 2567