سیلیکون کاربایډ (SiC) نور یوازې یو ځانګړی سیمیکمډکټر نه دی. د دې استثنایی بریښنایی او حرارتي ملکیتونه دا د راتلونکي نسل بریښنایی الیکترونیکونو، EV انورټرونو، RF وسیلو، او لوړ فریکونسۍ غوښتنلیکونو لپاره لازمي کوي. د SiC پولیټایپونو په مینځ کې،4H-SiCاو6H-SiCپه بازار کې تسلط لري — خو د سم انتخاب لپاره یوازې "کوم چې ارزانه وي" څخه ډیر څه ته اړتیا ده.
دا مقاله د څو اړخیزه پرتله کولو وړاندیز کوي4H-SiCاو 6H-SiC سبسټریټونه، د کرسټال جوړښت، بریښنایی، حرارتي، میخانیکي ملکیتونو، او عادي غوښتنلیکونو پوښښ کوي.
۱. د کرسټال جوړښت او د سټکینګ ترتیب
SiC یو پولیمورفیک مواد دی، پدې معنی چې دا په څو کرسټال جوړښتونو کې شتون لري چې پولیټایپونه نومیږي. د c-محور په اوږدو کې د Si-C دوه پوړونو د سټکینګ ترتیب دا پولیټایپونه تعریفوي:
-
4H-SiC: د څلورو طبقو د سټکینګ ترتیب → د ج محور په اوږدو کې لوړ توازن.
-
6H-SiC: د شپږو طبقو د سټکینګ ترتیب → یو څه ټیټ توازن، مختلف بانډ جوړښت.
دا توپیر د بار وړونکو خوځښت، بینډ ګیپ، او حرارتي چلند اغیزه کوي.
| ځانګړتیا | 4H-SiC | 6H-SiC | یادښتونه |
|---|---|---|---|
| د پرتونو سټکینګ | اې بي سي بي | د ABCACB | د بانډ جوړښت او کیریر متحرکات ټاکي |
| کرسټال سمون | شپږګونی (ډیر یونیفورم) | شپږګونی (لږ اوږد شوی) | د ایچنګ، اپیټیکسیل ودې اغیزه کوي |
| د ویفر عادي اندازې | ۲-۸ انچه | ۲-۸ انچه | د شتون کچه د څلورو ساعتونو لپاره زیاتیږي، د شپږو ساعتونو لپاره پخیږي |
۲. برقي ځانګړتیاوې
تر ټولو مهم توپیر په بریښنایی فعالیت کې دی. د بریښنا او لوړ فریکونسۍ وسیلو لپاره،د الکترون خوځښت، د بند واټن، او مقاومتمهم عوامل دي.
| ملکیت | 4H-SiC | 6H-SiC | په وسیله اغیزه |
|---|---|---|---|
| بانډ ګیپ | ۳.۲۶ eV | ۳.۰۲ eV | په 4H-SiC کې پراخه بینډ ګیپ د لوړ ماتیدو ولټاژ او د لیکج جریان ټیټولو ته اجازه ورکوي |
| د الکترون تحرک | ~۱۰۰۰ سانتي متره مربع/وتوث ثانیې | ~۴۵۰ سانتي متره مربع/وتوث ثانیې | په 4H-SiC کې د لوړ ولټاژ وسیلو لپاره ګړندی سویچنګ |
| د سوري خوځښت | ~۸۰ سانتي متره مربع/وتوث ثانیې | ~۹۰ سانتي متره مربع/وتوث ثانیې | د ډیری بریښنا وسیلو لپاره لږ مهم |
| مقاومت | ۱۰³–۱۰⁶ Ω·سانتي متره (نیمه عایق کوونکی) | ۱۰³–۱۰⁶ Ω·سانتي متره (نیمه عایق کوونکی) | د RF او اپیتیکسیل ودې یووالي لپاره مهم دی |
| ډایالکټریک ثابت | ~۱۰ | ~۹.۷ | په 4H-SiC کې یو څه لوړ، د وسیلې ظرفیت اغیزه کوي |
کلیدي لاره:د بریښنا MOSFETs، Schottky diodes، او لوړ سرعت سویچ کولو لپاره، 4H-SiC غوره دی. 6H-SiC د ټیټ بریښنا یا RF وسیلو لپاره کافي دی.
۳. د تودوخې ځانګړتیاوې
د لوړ ځواک لرونکو وسیلو لپاره د تودوخې ضایع کول خورا مهم دي. 4H-SiC عموما د خپل حرارتي چالکتیا له امله غوره فعالیت کوي.
| ملکیت | 4H-SiC | 6H-SiC | پایلې |
|---|---|---|---|
| د تودوخې چالکتیا | ~۳.۷ واټ/سانتي متره·کلومیټری | ~۳.۰ واټ/سانتي متره·کیلو واټ | 4H-SiC تودوخه په چټکۍ سره خپروي، د تودوخې فشار کموي |
| د حرارتي انبساط ضریب (CTE) | ۴.۲ × ۱۰⁻⁶ /K | ۴.۱ × ۱۰⁻⁶ /K | د ویفر وارپینګ مخنیوي لپاره د اپیټیکسیل طبقو سره مطابقت خورا مهم دی. |
| د اعظمي عملیاتي تودوخې درجه | ۶۰۰–۶۵۰ درجو سانتي ګراد | ۶۰۰ درجو سانتي ګراد | دواړه لوړ، 4H د اوږدې مودې لوړ بریښنا عملیاتو لپاره یو څه ښه دي |
۴. میخانیکي ځانګړتیاوې
میخانیکي ثبات د ویفر اداره کول، ټوټه کول، او اوږدمهاله اعتبار اغیزه کوي.
| ملکیت | 4H-SiC | 6H-SiC | یادښتونه |
|---|---|---|---|
| سختوالی (محس) | 9 | 9 | دواړه ډېر سخت، له الماس وروسته دوهم ځای لري |
| د فریکچر سختوالی | ~۲.۵–۳ MPa·m½ | ~۲.۵ میګا پاسه متره مربع | ورته، مګر 4H یو څه ډیر یونیفورم |
| د ویفر ضخامت | ۳۰۰-۸۰۰ مایکرو متره | ۳۰۰-۸۰۰ مایکرو متره | نري ویفرونه د تودوخې مقاومت کموي مګر د سمبالولو خطر زیاتوي |
5. عادي غوښتنلیکونه
د هر پولی ټایپ غوره والی په اړه پوهیدل د سبسټریټ په انتخاب کې مرسته کوي.
| د غوښتنلیک کټګوري | 4H-SiC | 6H-SiC |
|---|---|---|
| د لوړ ولټاژ MOSFETs | ✔ | ✖ |
| د سکاټکي ډایډونه | ✔ | ✖ |
| د بریښنایی موټرو انورټرونه | ✔ | ✖ |
| د RF وسایل / مایکروویو | ✖ | ✔ |
| LEDs او آپټو الیکترونیکونه | ✖ | ✔ |
| د ټیټ بریښنا لوړ ولټاژ برقیات | ✖ | ✔ |
د ګوتو قانون:
-
4H-SiC= ځواک، سرعت، موثریت
-
6H-SiC= RF، ټیټ بریښنا، پاخه شوي اکمالاتي سلسله
۶. شتون او لګښت
-
4H-SiC: په تاریخي لحاظ وده کول سخت دي، اوس په زیاتیدونکي توګه شتون لري. یو څه لوړ لګښت مګر د لوړ فعالیت غوښتنلیکونو لپاره توجیه کیږي.
-
6H-SiC: بالغ عرضه، عموما ټیټ لګښت، په پراخه کچه د RF او ټیټ بریښنا برقیاتو لپاره کارول کیږي.
د سم سبسټریټ غوره کول
-
لوړ ولتاژ، لوړ سرعت بریښنایی برقیات:4H-SiC اړین دی.
-
د RF وسایل یا LEDs:6H-SiC ډیری وختونه کافي وي.
-
د تودوخې حساس غوښتنلیکونه:4H-SiC د تودوخې ښه تحلیل چمتو کوي.
-
د بودیجې یا اکمالاتو ملاحظات:6H-SiC کولی شي د وسایلو اړتیاو سره د جوړجاړي پرته لګښت کم کړي.
وروستۍ ليدتوګه:
که څه هم 4H-SiC او 6H-SiC ممکن د غیر روزل شوي سترګې سره ورته ښکاري، د دوی توپیرونه د کرسټال جوړښت، د الکترون حرکت، حرارتي چالکتیا، او د غوښتنلیک مناسبیت پورې اړه لري. ستاسو د پروژې په پیل کې د سم پولی ټایپ غوره کول غوره فعالیت، کم شوی بیا کار، او د باور وړ وسایل تضمینوي.
د پوسټ وخت: جنوري-۰۴-۲۰۲۶