Cristales de semillas de SiC con diámetros de 153, 155, 205, 203 y 208 mm PVT
Resumen de los cristales de semillas de SiC
El carburo de silicio (SiC) se ha convertido en un material vital en la industria de semiconductores debido a sus propiedades únicas, como una amplia banda, alta conductividad térmica,y resistencia mecánica excepcionalLos cristales de semilla de SiC desempeñan un papel crucial en el crecimiento de cristales simples de SiC de alta calidad, que son esenciales para diversas aplicaciones, incluidos dispositivos de alta potencia y alta frecuencia.
Los cristales de semilla de SiC son pequeñas estructuras cristalinas que sirven como punto de partida para el crecimiento de cristales individuales de SiC más grandes.Poseen la misma orientación cristalina que el producto final deseadoEl cristal semilla actúa como una plantilla, guiando la disposición de los átomos en el cristal en crecimiento.
La tabla de atributos del cristal de semilla SiC
Propiedad |
Valor / Descripción |
Unidad / notas |
Estructura de cristal |
4H, 6H, 3C (más común: 4H para dispositivos de potencia) |
Los politipos varían en la secuencia de apilamiento |
Parámetros de la red |
a=3,073Å, c=10,053Å (4H-SiC) |
Sistema hexagonal |
Densidad |
3.21 |
G/cm3 |
Punto de fusión |
Las demás sustancias químicas |
°C |
Conductividad térmica |
490 (°C), 390 (°C) (4H-SiC) |
W/(m·K) |
Expansión térmica |
4.2×10−6 (c), 4.68×10−6 (c) |
K−1 |
La brecha de banda |
3.26 (4H), 3.02 (6H), 2.36 (3C) |
Ev / 300 K |
Dureza (Mohs) |
9.2-9.6 |
Solo el diamante lo ocupa |
Indice de refracción |
2.65 @ 633nm (4H-SiC) |
|
Constante dieléctrica |
9.66 (c), 10.03 (c) (4H-SiC) |
1MHz |
Campo de descomposición |
~ 3×106 |
V/cm |
Movilidad de los electrones |
900-1000 (4H) |
En el caso de los vehículos de motor de motor de motor de motor de motor de motor |
Movilidad por agujeros |
100-120 (4H) |
En el caso de los vehículos de motor de motor de motor de motor de motor de motor |
Densidad de dislocación |
< 103 (mejores semillas comerciales) |
Cm−2 |
Densidad de los microtubos |
El valor de las emisiones de gases de efecto invernadero es el valor de las emisiones de gases de efecto invernadero. |
Cm−2 |
Ángulo fuera de corte |
Por lo general 4° o 8° hacia <11-20> |
Para la epitaxia controlada por pasos |
Diámetro |
Se trata de un sistema de control de velocidad. |
Disponibilidad comercial |
La rugosidad de la superficie |
< 0,2 nm (listo para la epi) |
Ra (polido a nivel atómico) |
Orientación |
(0001) Características de la superficie de Si o de la superficie de C |
Afecta el crecimiento epitaxial |
Resistencia |
102-105 (semi-aislante) |
O · cm |
Diámetros de los cristales de semilla de SiC

Los diámetros típicos de los cristales de semilla de SiC oscilan entre 153 mm y 208 mm, incluidos tamaños específicos como 153 mm, 155 mm, 203 mm, 205 mm y 208 mm.Estas dimensiones se seleccionan en función de la aplicación prevista y el tamaño deseado del cristal único resultante.
1. 153 mm y 155 mm Cristales de semillas
Estos diámetros más pequeños a menudo se utilizan para configuraciones experimentales iniciales o para aplicaciones que requieren obleas más pequeñas.Permiten a los investigadores explorar diversas condiciones y parámetros de crecimiento sin necesidad de, más costoso equipo.

2. 203 mm y 205 mm Cristales de semillas
Diámetros medianos como estos se utilizan comúnmente para aplicaciones industriales. Proporcionan un equilibrio entre el uso del material y el tamaño de los cristales individuales finales.Estos tamaños se emplean a menudo en la producción de electrónica de potencia y dispositivos de alta frecuencia.
3. 208 mm Cristales de semillas
Los cristales de semilla más grandes disponibles, como los de un diámetro de 208 mm, se utilizan típicamente para la producción de gran volumen.con un contenido de sodio en peso superior o igual a 10%, pero no superior a 10%Este tamaño es particularmente ventajoso en las industrias automotriz y aeroespacial, donde los componentes de alto rendimiento son esenciales.
Métodos de cultivo para los cristales de semilla de SiC
El crecimiento de cristales simples de SiC suele implicar varios métodos, siendo el método de transporte de vapor físico (PVT) el más frecuente.
Preparación del crisol de grafito: el polvo de SiC se coloca en el fondo de un crisol de grafito.
Colocación del cristal de semilla: el cristal de semilla de SiC se coloca en la parte superior del crisol.
Condensación: El vapor se eleva a la parte superior del crisol, donde se condensa en la superficie del cristal de semilla de SiC, facilitando el crecimiento del cristal único.
Propiedades termodinámicas
Los comportamientos termodinámicos del SiC durante el proceso de crecimiento son críticos.El gradiente de temperatura y las condiciones de presión deben controlarse cuidadosamente para garantizar tasas de crecimiento óptimas y calidad cristalina.Comprender estas propiedades ayuda a refinar las técnicas de crecimiento y mejorar el rendimiento.

Desafíos en la producción de cristales de semillas de SiC
Si bien el crecimiento de cristales de semilla de SiC está bien establecido, persisten varios desafíos:
1Densidad de la capa adhesiva
Cuando se unen cristales de semillas a los soportes de crecimiento, problemas como la uniformidad de la capa adhesiva pueden conducir a defectos.
2Calidad de la superficie
La calidad de la superficie del cristal semilla es crucial para el crecimiento exitoso. Cualquier imperfección puede propagarse a través de la red cristalina, lo que conduce a defectos en el producto final.
3Costo y escalabilidad
La producción de cristales de semilla de SiC más grandes a menudo es más costosa y requiere técnicas de fabricación avanzadas.
Pregunta y respuesta
- ¿ Qué?¿Cuáles son las orientaciones más comunes utilizadas en el crecimiento de SiC?
A: ¿Qué quieres decir?Las diferentes orientaciones de los cristales de semilla de SiC producen cristales únicos con características variables.con un valor de las propiedades eléctricas y térmicas diferentes,La elección de la orientación afecta al rendimiento del dispositivo final, por lo que la selección del cristal de semilla adecuado es crucial.