Método de fase líquida: un avance tecnológico clave en el futuro crecimiento del carburo de silicio (SiC) de cristal único

Método de fase líquida: un avance tecnológico clave en el futuro crecimiento del carburo de silicio (SiC) de cristal único

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Como material semiconductor de banda ancha de tercera generación, el carburo de silicio (SiC) cuenta con propiedades físicas y eléctricas excepcionales, lo que lo hace muy prometedor para alta frecuencia, alta tensión,y dispositivos semiconductores de alta potenciaEl SiC encuentra aplicaciones en sectores como la electrónica de potencia, las telecomunicaciones, la automoción y la energía, formando la base de una industria moderna, eficiente,El objetivo de este proyecto es el desarrollo de sistemas energéticos estables y la electrificación inteligente del futuro.Sin embargo, la producción de sustratos monocristalinos de SiC sigue siendo un desafío técnico significativo.El ambiente de baja presión y varias variables involucradas en el crecimiento del cristal han ralentizado la comercialización de aplicaciones de SiC.

En la actualidad, el método de transporte físico de vapor (PVT) es la técnica más ampliamente adoptada para el crecimiento de un solo cristal de SiC en aplicaciones industriales.este método tiene dificultades significativas para producir cristales simples de tipo p 4H-SiC y 3C-SiC cúbicosLas limitaciones del método PVT obstaculizan el rendimiento del SiC en aplicaciones específicas, como las de alta frecuencia, alta tensión,y dispositivos IGBT de alta potencia (transistor bipolar de puerta aislada) y muy confiables, dispositivos MOSFET (transistores de efecto de campo de óxido metálico-semiconductor) de larga duración.

En este contexto, el método de fase líquida se ha convertido en una nueva tecnología prometedora para el cultivo de cristales simples de SiC.especialmente en la producción de cristales simples de tipo p 4H-SiC y 3C-SiCEste método logra un crecimiento de cristal de alta calidad a temperaturas relativamente bajas, sentando una base sólida para la fabricación de dispositivos semiconductores de alto rendimiento.el método de fase líquida permite un mayor control de factores como el dopajeLa estructura de la red y la tasa de crecimiento, ofrecen una mayor flexibilidad y adaptabilidad, lo que proporciona soluciones eficaces a los desafíos de la producción convencional de SiC.

Las ventajas del método de fase líquida

A pesar de algunos desafíos técnicos en la industrialización del método de fase líquida, como la estabilidad en el crecimiento del cristal, el control de costos y los requisitos de equipo,Los continuos avances tecnológicos y la creciente demanda del mercado sugieren que este método podría convertirse en un enfoque de crecimiento convencional de un solo cristal de SiC.Es particularmente prometedor para la fabricación de dispositivos electrónicos de alta potencia, baja pérdida, altamente estables y de larga vida útil.

Recientemente, el investigador asociado Li Hui del Instituto de Física de la Academia de Ciencias de China, dio una charla sobre el crecimiento de cristales simples de SiC utilizando el método de fase líquida,- presentar soluciones de aplicación para diversos tipos de cristales de SiCEn particular, los avances en el crecimiento de cristales simples de 3C-SiC y 4H-SiC de tipo p han abierto nuevas vías para la industrialización de materiales de SiC.Estos avances proporcionan una base sólida para el desarrollo de, dispositivos electrónicos de grado industrial y de alta gama.

Las ventajas físicas del carburo de silicio

Li Hui destacó las ventajas físicas significativas del SiC en comparación con el silicio (Si), que sigue siendo el material más utilizado en semiconductores de potencia:

• Campo de descomposición superior:El campo de degradación del SiC ∆ es 10 veces mayor que el del silicio, lo que le permite soportar voltajes más altos sin degradación.
• Velocidad de deriva de electrones saturados más alta:La velocidad de deriva del SiC ¢ es el doble que la del silicio, lo que le permite operar a frecuencias más altas y mejorar la eficiencia del dispositivo y la velocidad de respuesta, lo cual es crítico para aplicaciones de alta velocidad.
• Conductividad térmica superior:La conductividad térmica del SiC ̊ es tres veces mayor que la del silicio y 10 veces mayor que la del arseniuro de galio (GaAs), lo que permite una disipación de calor eficiente, una mayor densidad de potencia,y pérdidas térmicas reducidas bajo cargas pesadas.

Desafíos y perspectivas de futuro

Si bien el método de fase líquida ofrece numerosas ventajas, se requieren más investigaciones y desarrollos para abordar desafíos como garantizar procesos de crecimiento estables, reducir los costes de producción,y optimización de equiposSe espera que el método de fase líquida desempeñe un papel fundamental en el avance de las tecnologías de SiC para aplicaciones de alto rendimiento.

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• Se trata de un producto de fabricación en el que se utilizan productos de fabricación en el mercado.

A. NoOferta 3C-SiC (carburo de silicio cúbico)es un sustrato semiconductor de alto rendimiento caracterizado por su estructura cristalina cúbica.El 3C-SiC presenta propiedades materiales únicas que lo hacen particularmente adecuado parac aplicaciones en electrónica de potencia, dispositivos de alta frecuencia y optoelectrónica.

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4H-SiC (carburo de silicio hexagonal)es un material semiconductor de banda ancha conocido por sus propiedades físicas y eléctricas excepcionales, lo que lo convierte en una opción líder para aplicaciones de alta potencia, alta frecuencia y alta temperatura.Es uno de los politipos de carburo de silicio más utilizados en la electrónica de potencia debido a sus características materiales superiores.

• 6H-N SIC WAFER

6H-SiC (carburo de silicio hexagonal)es un politipo de carburo de silicio con una estructura cristalina hexagonal.El 6H-SiC se utiliza ampliamente en aplicaciones que requieren una alta potenciaAunque es menos común que el 4H-SiC para la electrónica de potencia moderna, sigue siendo un material valioso para aplicaciones específicas.especialmente en optoelectrónica y sensores.