10×10mm Silisyum Karbür (SiC) Alt Katman Çiplerine Genel Bakış

10×10mm Silisyum Karbür (SiC) alt katman çipi, modern güç elektroniği ve optoelektronik cihazların zorlu gereksinimlerini desteklemek üzere tasarlanmış gelişmiş bir tek kristalli yarı iletken temel malzemedir. Olağanüstü ısı dağıtma yeteneği, geniş elektronik bant aralığı ve üstün kimyasal dayanıklılığı ile bilinen SiC alt katman, yüksek sıcaklık, yüksek voltaj ve yüksek anahtarlama frekansı ortamları gibi aşırı koşullarda bileşenlerin güvenilir çalışmasını sağlar. 10×10mm boyutunda hassas bir şekilde kesilmiş bu kare SiC çipler, Ar-Ge laboratuvarlarında, prototip geliştirmede ve özel cihaz üretiminde yaygın olarak kullanılmaktadır.

Silisyum Karbür (SiC) Alt Katman Çiplerinin Üretim Süreci

Silisyum Karbür (SiC) alt katmanların üretimi tipik olarak Fiziksel Buhar Taşınımı (PVT) veya süblimasyon kristal büyütme teknolojilerini kullanır:

1. Ham Madde Hazırlığı: Ultra saf SiC tozları, yüksek yoğunluklu bir grafit potaya yerleştirilir.

2. Kristal Büyütme: Sıkı bir şekilde kontrol edilen bir atmosfer ve 2.000°C'yi aşan sıcaklıklar altında, malzeme süblimleşir ve bir tohum kristali üzerinde yeniden yoğunlaşarak, minimum kusurlu büyük bir tek kristalli SiC külçesi üretir.

3. Külçe Dilimleme: Elmas tel testereler, toplu külçeyi ince gofretlere veya küçük çiplere keser.

4. Laplama ve Taşlama: Yüzey düzleştirme, dilimleme izlerini ortadan kaldırır ve düzgün bir kalınlık sağlar.

5. Kimyasal Mekanik Parlatma (CMP): Epitaksiyel katman birikimi için uygun, ayna gibi pürüzsüz bir yüzey üretir.

6. İsteğe Bağlı Katkılama: Elektriksel özellikleri ayarlamak için azot (n-tipi) veya alüminyum/bor (p-tipi) eklenmesi.

7. Kalite Güvencesi: Yarı iletken standartlarına uygunluğu garanti etmek için titiz düzlük, kusur yoğunluğu ve kalınlık homojenliği kontrolleri yapılır.

Silisyum Karbür (SiC) Malzemesinin Özellikleri

Silisyum Karbür alt katmanlar öncelikle 4H-SiC ve 6H-SiC kristal yapılarında üretilir:

• 4H-SiC: MOSFET'ler ve Schottky bariyer diyotları gibi yüksek voltajlı güç elektroniği için daha yüksek elektron hareketliliği ve üstün performans sergiler.

• 6H-SiC: RF ve mikrodalga uygulamaları için özel olarak tasarlanmış özellikler sunar.

Temel fiziksel avantajlar şunlardır:

• Geniş bant aralığı: ~3.2–3.3 eV, güç anahtarlama cihazlarında yüksek kırılma voltajı ve verimlilik sağlar.

• Termal iletkenlik: 3.0–4.9 W/cm·K, mükemmel ısı dağılımı sağlar.

• Mekanik dayanım: ~9.2 Mohs sertliğinde olup, işleme sırasında mekanik aşınmaya karşı direnç sağlar.

10×10mm Silisyum Karbür Alt Katman Çiplerinin Uygulamaları

• Güç Elektroniği: EV güç aktarma organlarında, enerji depolamada ve yenilenebilir enerji dönüştürücülerinde yüksek verimli MOSFET'ler, IGBT'ler ve Schottky diyotları için temel malzeme.

• Yüksek Frekans ve RF Cihazları: Radar sistemleri, uydu iletişimi ve 5G baz istasyonları için gereklidir.

• Optoelektronik: Üstün UV şeffaflığı nedeniyle ultraviyole LED'ler, lazer diyotları ve fotodedektörler için uygundur.

• Havacılık ve Savunma: Radyasyona maruz kalan ve yüksek sıcaklıklı ortamlarda elektroniklerin çalışmasını sağlar.

• Akademik ve Endüstriyel Araştırma: Yeni malzeme karakterizasyonu, prototip cihazlar ve proses geliştirme için mükemmeldir.

Teknik Özellikler

SSS – Silisyum Karbür (SiC) Alt Katman Çipleri

S1: Geleneksel silisyum yerine neden SiC alt katmanları seçmelisiniz?
SiC, daha yüksek kırılma dayanımı, üstün termal performans ve önemli ölçüde daha düşük anahtarlama kayıpları sunarak, cihazların silisyum üzerine inşa edilenlere göre daha fazla verimlilik ve güvenilirlik elde etmesini sağlar.

S2: Bu alt katmanlar epitaksiyel katmanlarla sağlanabilir mi?
Evet, yüksek güçlü, RF veya optoelektronik cihaz gereksinimleri için epi-hazır ve özel epitaksi seçenekleri mevcuttur.

S3: Özelleştirilmiş boyutlar veya katkılama sunuyor musunuz?
Kesinlikle. Belirli uygulama ihtiyaçlarını karşılamak için özel boyutlar, katkılama profilleri ve yüzey işlemleri mevcuttur.

S4: SiC alt katmanlar aşırı çalışma koşullarında nasıl performans gösterir?
600°C'yi aşan sıcaklıklarda ve radyasyona eğilimli ortamlarda yapısal bütünlüklerini ve elektriksel kararlılıklarını korurlar, bu da onları havacılık, savunma ve yüksek güçlü endüstriyel sektörlerde vazgeçilmez hale getirir.