ຊິລິກອນຄາໄບ (SiC) ບໍ່ພຽງແຕ່ເປັນເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍກວ່າອີກຕໍ່ໄປ. ຄຸນສົມບັດທາງໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມຮ້ອນທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງມັນເຮັດໃຫ້ມັນຂາດບໍ່ໄດ້ສຳລັບເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານລຸ້ນຕໍ່ໄປ, ອິນເວີເຕີ EV, ອຸປະກອນ RF, ແລະ ການນຳໃຊ້ຄວາມຖີ່ສູງ. ໃນບັນດາໂພລີໄທບ໌ SiC,4H-SiCແລະ6H-SiCຄອບງຳຕະຫຼາດ - ແຕ່ການເລືອກອັນທີ່ຖືກຕ້ອງຕ້ອງການຫຼາຍກວ່າພຽງແຕ່ "ສິ່ງທີ່ລາຄາຖືກກວ່າ".
ບົດຄວາມນີ້ສະເໜີການປຽບທຽບຫຼາຍມິຕິຂອງ4H-SiCແລະ ຊັ້ນຮອງພື້ນ 6H-SiC, ເຊິ່ງກວມເອົາໂຄງສ້າງຜລຶກ, ຄຸນສົມບັດທາງໄຟຟ້າ, ຄວາມຮ້ອນ, ກົນຈັກ, ແລະ ການນຳໃຊ້ທົ່ວໄປ.
1. ໂຄງສ້າງຜລຶກ ແລະ ລຳດັບການຊ້ອນກັນ
SiC ເປັນວັດສະດຸທີ່ມີຫຼາຍຮູບແບບ, ຊຶ່ງໝາຍຄວາມວ່າມັນສາມາດມີຢູ່ໃນໂຄງສ້າງຜລຶກຫຼາຍອັນທີ່ເອີ້ນວ່າ polytypes. ລຳດັບການຈັດລຽງຂອງຊັ້ນ Si-C ສອງຊັ້ນຕາມແກນ c ກຳນົດ polytypes ເຫຼົ່ານີ້:
-
4H-SiC: ລຳດັບການວາງຊ້ອນກັນສີ່ຊັ້ນ → ຄວາມສົມມາດທີ່ສູງຂຶ້ນຕາມແກນ c.
-
6H-SiC: ລຳດັບການວາງຊ້ອນກັນຫົກຊັ້ນ → ຄວາມສົມມາດຕ່ຳກວ່າເລັກນ້ອຍ, ໂຄງສ້າງແຖບແຕກຕ່າງກັນ.
ຄວາມແຕກຕ່າງນີ້ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການເຄື່ອນທີ່ຂອງພາຫະນະ, bandgap, ແລະ ພຶດຕິກຳທາງຄວາມຮ້ອນ.
| ຄຸນສົມບັດ | 4H-SiC | 6H-SiC | ໝາຍເຫດ |
|---|---|---|---|
| ການວາງຊ້ອນກັນຂອງຊັ້ນ | ABCB | ABCACB | ກຳນົດໂຄງສ້າງແຖບ ແລະ ການເຄື່ອນໄຫວຂອງຕົວນຳ |
| ສົມມາດຂອງຜລຶກ | ຮູບຫົກຫຼ່ຽມ (ເປັນເອກະພາບຫຼາຍກວ່າ) | ຮູບຫົກຫຼ່ຽມ (ຍາວເລັກນ້ອຍ) | ມີຜົນກະທົບຕໍ່ການແກະສະຫຼັກ, ການເຕີບໂຕຂອງ epitaxial |
| ຂະໜາດເວເຟີທົ່ວໄປ | 2–8 ນິ້ວ | 2–8 ນິ້ວ | ຄວາມພ້ອມເພີ່ມຂຶ້ນສຳລັບ 4H, ຄົບກຳນົດສຳລັບ 6H |
2. ຄຸນສົມບັດທາງໄຟຟ້າ
ຄວາມແຕກຕ່າງທີ່ສຳຄັນທີ່ສຸດແມ່ນຢູ່ໃນປະສິດທິພາບທາງໄຟຟ້າ. ສຳລັບອຸປະກອນພະລັງງານ ແລະ ຄວາມຖີ່ສູງ,ການເຄື່ອນທີ່ຂອງເອເລັກຕຣອນ, bandgap, ແລະ resistivityແມ່ນປັດໄຈຫຼັກ.
| ຊັບສິນ | 4H-SiC | 6H-SiC | ຜົນກະທົບຕໍ່ອຸປະກອນ |
|---|---|---|---|
| ແບນແກັດ | 3.26 ອີວີ | 3.02 ອີວີ | ຊ່ອງຫວ່າງແບນວິດທີ່ກວ້າງຂຶ້ນໃນ 4H-SiC ຊ່ວຍໃຫ້ແຮງດັນໄຟຟ້າແຕກຫັກສູງຂຶ້ນ, ກະແສໄຟຟ້າຮົ່ວໄຫຼຕໍ່າລົງ |
| ການເຄື່ອນທີ່ຂອງເອເລັກຕຣອນ | ~1000 ຊມ²/V·s | ~450 ຊມ²/V·s | ການສະຫຼັບໄວກວ່າສຳລັບອຸປະກອນແຮງດັນສູງໃນ 4H-SiC |
| ການເຄື່ອນໄຫວຂອງຮູ | ~80 ຊມ²/V·s | ~90 ຊມ²/V·s | ມີຄວາມສຳຄັນໜ້ອຍກວ່າສຳລັບອຸປະກອນພະລັງງານສ່ວນໃຫຍ່ |
| ຄວາມຕ້ານທານ | 10³–10⁶ Ω·ຊມ (ເຄິ່ງສນວນກັນຄວາມຮ້ອນ) | 10³–10⁶ Ω·ຊມ (ເຄິ່ງສນວນກັນຄວາມຮ້ອນ) | ສຳຄັນຕໍ່ຄວາມສະເໝີພາບຂອງ RF ແລະ ການເຕີບໃຫຍ່ຂອງ epitaxial |
| ຄ່າຄົງທີ່ຂອງໄດອີເລັກຕຣິກ | ~10 | ~9.7 | ສູງຂຶ້ນເລັກນ້ອຍໃນ 4H-SiC, ສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຈຸຂອງອຸປະກອນ |
ບົດຮຽນຫຼັກ:ສຳລັບ MOSFETs ພະລັງງານ, ໄດໂອດ Schottky, ແລະ ການສະຫຼັບຄວາມໄວສູງ, 4H-SiC ແມ່ນເປັນທີ່ຕ້ອງການ. 6H-SiC ແມ່ນພຽງພໍສຳລັບອຸປະກອນພະລັງງານຕ່ຳ ຫຼື RF.
3. ຄຸນສົມບັດທາງຄວາມຮ້ອນ
ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນແມ່ນມີຄວາມສຳຄັນຫຼາຍສຳລັບອຸປະກອນທີ່ມີພະລັງງານສູງ. ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວ 4H-SiC ມີປະສິດທິພາບດີກວ່າເນື່ອງຈາກຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນຂອງມັນ.
| ຊັບສິນ | 4H-SiC | 6H-SiC | ຜົນສະທ້ອນ |
|---|---|---|---|
| ການນຳຄວາມຮ້ອນ | ~3.7 W/cm·K | ~3.0 W/cm·K | 4H-SiC ລະລາຍຄວາມຮ້ອນໄດ້ໄວຂຶ້ນ, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນທາງຄວາມຮ້ອນ |
| ຄ່າສຳປະສິດການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນ (CTE) | 4.2 ×10⁻⁶ /K | 4.1 ×10⁻⁶ /K | ການຈັບຄູ່ກັບຊັ້ນ epitaxial ແມ່ນມີຄວາມ ສຳ ຄັນຫຼາຍເພື່ອປ້ອງກັນການບິດເບືອນຂອງ wafer |
| ອຸນຫະພູມການເຮັດວຽກສູງສຸດ | 600–650 °C | 600°C | ທັງສອງສູງ, 4H ດີກວ່າເລັກນ້ອຍສຳລັບການເຮັດວຽກພະລັງງານສູງທີ່ຍາວນານ |
4. ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ
ສະຖຽນລະພາບທາງກົນຈັກສົ່ງຜົນກະທົບຕໍ່ການຈັດການແຜ່ນເວເຟີ, ການຫັ່ນເປັນຕ່ອນ, ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືໃນໄລຍະຍາວ.
| ຊັບສິນ | 4H-SiC | 6H-SiC | ໝາຍເຫດ |
|---|---|---|---|
| ຄວາມແຂງ (ໂມສ໌) | 9 | 9 | ທັງສອງແຂງຫຼາຍ, ເປັນອັນດັບສອງຮອງຈາກເພັດ |
| ຄວາມທົນທານຂອງການແຕກຫັກ | ~2.5–3 MPa·m½ | ~2.5 MPa·m½ | ຄ້າຍຄືກັນ, ແຕ່ 4H ເປັນເອກະພາບກວ່າເລັກນ້ອຍ |
| ຄວາມໜາຂອງແຜ່ນເວເຟີ | 300–800 ໄມໂຄຣມ | 300–800 ໄມໂຄຣມ | ເວເຟີທີ່ບາງກວ່າຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານຄວາມຮ້ອນແຕ່ເພີ່ມຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການຈັດການ |
5. ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທົ່ວໄປ
ການເຂົ້າໃຈວ່າ polytype ແຕ່ລະຊະນິດດີເລີດຢູ່ໃສຊ່ວຍໃນການເລືອກ substrate.
| ໝວດໝູ່ແອັບພລິເຄຊັນ | 4H-SiC | 6H-SiC |
|---|---|---|
| MOSFETs ແຮງດັນສູງ | ✔ | ✖ |
| ໄດໂອດ Schottky | ✔ | ✖ |
| ເຄື່ອງແປງໄຟຟ້າລົດຍົນ | ✔ | ✖ |
| ອຸປະກອນ RF / ໄມໂຄເວຟ | ✖ | ✔ |
| ໄຟ LED ແລະ ອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກ | ✖ | ✔ |
| ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າແຮງດັນສູງພະລັງງານຕ່ຳ | ✖ | ✔ |
ກົດລະບຽບຫຼັກ:
-
4H-SiC= ພະລັງ, ຄວາມໄວ, ປະສິດທິພາບ
-
6H-SiC= RF, ພະລັງງານຕ່ຳ, ລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງທີ່ສົມບູນ
6. ຄວາມພ້ອມ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ
-
4H-SiC: ປະຫວັດສາດແລ້ວຍາກທີ່ຈະເຕີບໂຕ, ປະຈຸບັນມີໃຫ້ໃຊ້ຫຼາຍຂຶ້ນ. ລາຄາສູງຂຶ້ນເລັກນ້ອຍແຕ່ເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງ.
-
6H-SiC: ການສະໜອງທີ່ຄົບກຳນົດແລ້ວ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວລາຄາຕໍ່າກວ່າ, ນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງສຳລັບ RF ແລະ ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າພະລັງງານຕ່ຳ.
ການເລືອກຊັ້ນໃຕ້ດິນທີ່ເໝາະສົມ
-
ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າພະລັງງານແຮງດັນສູງ ແລະ ຄວາມໄວສູງ:4H-SiC ແມ່ນສິ່ງຈຳເປັນ.
-
ອຸປະກອນ RF ຫຼື LEDs:6H-SiC ມັກຈະພຽງພໍ.
-
ການນຳໃຊ້ທີ່ລະອຽດອ່ອນຕໍ່ຄວາມຮ້ອນ:4H-SiC ໃຫ້ການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າ.
-
ການພິຈາລະນາດ້ານງົບປະມານ ຫຼື ການສະໜອງ:6H-SiC ອາດຈະຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໂດຍບໍ່ມີການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການຂອງອຸປະກອນ.
ຄວາມຄິດສຸດທ້າຍ
ເຖິງແມ່ນວ່າ 4H-SiC ແລະ 6H-SiC ອາດຈະເບິ່ງຄືວ່າຄ້າຍຄືກັບຕາທີ່ບໍ່ໄດ້ຮັບການຝຶກຝົນ, ແຕ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງມັນກວມເອົາໂຄງສ້າງຜລຶກ, ການເຄື່ອນທີ່ຂອງເອເລັກຕຣອນ, ການນຳຄວາມຮ້ອນ, ແລະ ຄວາມເໝາະສົມໃນການນຳໃຊ້. ການເລືອກ polytype ທີ່ຖືກຕ້ອງໃນຕອນເລີ່ມຕົ້ນຂອງໂຄງການຂອງທ່ານຮັບປະກັນປະສິດທິພາບທີ່ດີທີ່ສຸດ, ການຫຼຸດຜ່ອນການເຮັດວຽກຊ້ຳ, ແລະ ອຸປະກອນທີ່ໜ້າເຊື່ອຖື.
ເວລາໂພສ: ມັງກອນ-04-2026