Dans le domaine actuel de la technologie électronique, les matériaux semi-conducteurs jouent un rôle crucial.Parmi eux, le carbure de silicium (SiC), en tant que matériau semi-conducteur à large bande interdite, avec ses excellents avantages en termes de performances, tels qu'un champ électrique de claquage élevé, une vitesse de saturation élevée, une conductivité thermique élevée, etc., devient progressivement le centre d'intérêt des chercheurs et des ingénieurs.Le disque épitaxial en carbure de silicium, en tant que partie importante de celui-ci, a montré un grand potentiel d'application.
一、Performances des disques épitaxiaux : tous les avantages
1. Champ électrique de claquage ultra-élevé : par rapport aux matériaux en silicium traditionnels, le champ électrique de claquage du carbure de silicium est plus de 10 fois.Cela signifie que dans les mêmes conditions de tension, les dispositifs électroniques utilisant des disques épitaxiaux en carbure de silicium peuvent résister à des courants plus élevés, créant ainsi des dispositifs électroniques haute tension, haute fréquence et haute puissance.
2. Vitesse de saturation à grande vitesse : la vitesse de saturation du carbure de silicium est plus de 2 fois celle du silicium.Fonctionnant à haute température et à grande vitesse, le disque épitaxial en carbure de silicium est plus performant, ce qui améliore considérablement la stabilité et la fiabilité des appareils électroniques.
3. Conductivité thermique à haute efficacité : la conductivité thermique du carbure de silicium est plus de 3 fois celle du silicium.Cette fonctionnalité permet aux appareils électroniques de mieux dissiper la chaleur lors d'un fonctionnement continu à haute puissance, évitant ainsi la surchauffe et améliorant la sécurité de l'appareil.
4. Excellente stabilité chimique : dans des environnements extrêmes tels que haute température, haute pression et fort rayonnement, les performances du carbure de silicium sont toujours stables comme avant.Cette fonctionnalité permet au disque épitaxial en carbure de silicium de conserver d'excellentes performances face à des environnements complexes.
二、processus de fabrication : soigneusement sculpté
Les principaux processus de fabrication du disque épitaxial SIC comprennent le dépôt physique en phase vapeur (PVD), le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) et la croissance épitaxiale.Chacun de ces procédés possède ses propres caractéristiques et nécessite un contrôle précis de différents paramètres pour obtenir les meilleurs résultats.
1. Processus PVD : Par évaporation ou pulvérisation et d'autres méthodes, la cible SiC est déposée sur le substrat pour former un film.Le film préparé par cette méthode présente une pureté élevée et une bonne cristallinité, mais la vitesse de production est relativement lente.
2. Processus CVD : en craquant le gaz source de carbure de silicium à haute température, il est déposé sur le substrat pour former un film mince.L'épaisseur et l'uniformité du film préparé par ce procédé sont contrôlables, mais la pureté et la cristallinité sont médiocres.
3. Croissance épitaxiale : croissance d'une couche épitaxiale de SiC sur du silicium monocristallin ou d'autres matériaux monocristallins par méthode de dépôt chimique en phase vapeur.La couche épitaxiale préparée par ce procédé présente une bonne adaptation et d'excellentes performances avec le matériau du substrat, mais son coût est relativement élevé.
三、Perspective d’application : Illuminer l’avenir
Avec le développement continu de la technologie de l'électronique de puissance et la demande croissante de dispositifs électroniques à haute performance et haute fiabilité, le disque épitaxial en carbure de silicium a de larges perspectives d'application dans la fabrication de dispositifs semi-conducteurs.Il est largement utilisé dans la fabrication de dispositifs semi-conducteurs haute fréquence et haute puissance, tels que des commutateurs électroniques de puissance, des onduleurs, des redresseurs, etc. En outre, il est également largement utilisé dans les cellules solaires, les LED et d'autres domaines.
Grâce à ses avantages uniques en termes de performances et à l'amélioration continue du processus de fabrication, le disque épitaxial en carbure de silicium montre progressivement son grand potentiel dans le domaine des semi-conducteurs.Nous avons des raisons de croire que dans l’avenir, la science et la technologie joueront un rôle plus important.
Heure de publication : 28 novembre 2023