Introducción del producto con un contenido de aluminio superior o igual a 10%, pero no superior a 50%

Las obleas 3C-SiC, también conocidas como obleas de carburo de silicio cúbico, son un miembro clave de la familia de semiconductores de banda ancha.Con su estructura única de cristal cúbico y propiedades físicas y químicas excepcionales, las obleas 3C-SiC se utilizan ampliamente en electrónica de potencia, dispositivos de radiofrecuencia, sensores de alta temperatura, y más.3C-SiC ofrece una mayor movilidad de electrones y una constante de red más cercana al silicio, lo que permite una mayor compatibilidad del crecimiento epitaxial y una reducción de los costes de fabricación.

Gracias a su alta conductividad térmica, amplio intervalo de banda y alto voltaje de ruptura, las obleas 3C-SiC mantienen un rendimiento estable en condiciones extremas como altas temperaturas, alto voltaje,y alta frecuencia, por lo que son ideales para la próxima generación de dispositivos electrónicos de alta eficiencia y ahorro de energía.

Propiedadcon un contenido de aluminio superior o igual a 10%, pero no superior a 50%

Proceso de fabricación de obleas 3C-SiC
 

Preparación del sustrato
Las obleas 3C-SiC se cultivan típicamente en sustratos de silicio (Si) o carburo de silicio (SiC).Los sustratos de silicio ofrecen ventajas de costo, pero presentan desafíos debido a las discrepancias de red y expansión térmica que deben administrarse cuidadosamente para minimizar los defectosLos sustratos de SiC proporcionan una mejor compatibilidad de la red, lo que resulta en capas epitaxiales de mayor calidad.

Deposición química de vapor (CVD) Crecimiento epitaxial
Las películas monocristalinas de 3C-SiC de alta calidad se cultivan en sustratos mediante deposición química de vapor.Los gases reactivos como el metano (CH4) y el silano (SiH4) o los clorosilanos (SiCl4) reaccionan a temperaturas elevadas (~ 1300 °C) para formar el cristal 3C-SiCEl control preciso de las velocidades de flujo de gas, la temperatura, la presión y el tiempo de crecimiento asegura la integridad cristalina de la capa epitaxial y la uniformidad del grosor.

Control de defectos y gestión del estrés
Debido al desajuste de la rejilla entre el sustrato de Si y el 3C-SiC, se pueden formar defectos como dislocaciones y fallas de apilamiento durante el crecimiento.La optimización de los parámetros de crecimiento y el uso de capas de amortiguador ayudan a reducir la densidad de defectos y mejorar la calidad de las obleas.

Corte y pulido de obleas
Después del crecimiento epitaxial, el material es cortado en trozos de tamaño estándar.obtención de suavidad y planitud de grado industrial con una rugosidad superficial a menudo inferior a la escala nanométrica, adecuado para la fabricación de semiconductores.

El dopaje y el ajuste de las propiedades eléctricas
El dopado de tipo N o P se introduce durante el crecimiento ajustando las concentraciones de gases dopantes como nitrógeno o boro,adaptación de las propiedades eléctricas de las obleas de acuerdo con los requisitos de diseño del dispositivoLa concentración y uniformidad del dopaje son críticas para el rendimiento del dispositivo.

Principios del material y ventajas de rendimiento
 

Estructura de cristal
El 3C-SiC tiene una estructura cristalina cúbica (grupo espacial F43m) similar al silicio, facilitando el crecimiento epitaxial en sustratos de silicio y reduciendo los defectos inducidos por el desajuste de la red.Su constante de red es aproximadamente 4.36 Å.

Semiconductor de banda ancha
Con un intervalo de banda de alrededor de 2,3 eV, el 3C-SiC supera al silicio (1,12 eV), lo que permite el funcionamiento a temperaturas y voltajes más altos sin fugas de corriente causadas por portadores excitados térmicamente,mejora en gran medida la resistencia al calor del dispositivo y la resistencia al voltaje.

Alta conductividad térmica y estabilidad
El carburo de silicio presenta una conductividad térmica cercana a 490 W/m·K, significativamente superior a la del silicio, lo que permite una rápida disipación de calor de los dispositivos,reducción de la tensión térmica y mejora de la longevidad del dispositivo en aplicaciones de alta potencia.

Alta movilidad de los portadores
El 3C-SiC presenta movilidades de electrones de aproximadamente 800 cm2/V·s, más altas que el 4H-SiC, lo que permite velocidades de conmutación más rápidas y una mejor respuesta de frecuencia para RF y dispositivos electrónicos de alta velocidad.

Resistencia a la corrosión y resistencia mecánica
El material es altamente resistente a la corrosión química y mecánicamente robusto, adecuado para ambientes industriales duros y procesos de microfabricación precisos.

Aplicaciones de las obleas 3C-SiC

Las obleas 3C-SiC se utilizan ampliamente en varios campos electrónicos y optoelectrónicos avanzados debido a sus propiedades materiales superiores:

Electrónica de potencia
Utilizado en MOSFETs de alta eficiencia, diodos de Schottky y transistores bipolares de puerta aislada (IGBT), el 3C-SiC permite que los dispositivos operen a voltajes, temperaturas,y velocidades de conmutación con pérdidas de energía reducidas.

Dispositivos de radiofrecuencia (RF) y microondas
Ideal para amplificadores de alta frecuencia y dispositivos de potencia en estaciones base de comunicación 5G, sistemas de radar y comunicaciones por satélite, beneficiándose de una alta movilidad de electrones y estabilidad térmica.

Sensores de alta temperatura y MEMS
Apto para sistemas microelectromecánicos (MEMS) y sensores que deben funcionar de manera fiable bajo temperaturas extremas y ambientes químicos adversos,como el monitoreo de motores de automóviles y la instrumentación aeroespacial.

Optoelectrónica
Utilizado en LEDs ultravioleta (UV) y diodos láser, aprovechando la transparencia óptica de 3C-SiC y la dureza de la radiación.

Vehículos eléctricos y energía renovable
Apoya módulos de inversores de alto rendimiento y convertidores de potencia, mejorando la eficiencia y la fiabilidad de los vehículos eléctricos (VE) y los sistemas de energía renovable.

Preguntas frecuentes (FAQ) sobre las obleas 3C-SiC

P1: ¿Cuál es la principal ventaja de las obleas 3C-SiC sobre las obleas de silicio tradicionales?
A1: 3C-SiC tiene una banda ancha más amplia (alrededor de 2.3 eV) que el silicio (1.12 eV), lo que permite que los dispositivos funcionen a temperaturas, voltajes y frecuencias más altos con una mejor eficiencia y estabilidad térmica.

P2: ¿Cómo se compara el 3C-SiC con otros politipos de SiC como el 4H-SiC y el 6H-SiC?
A2: 3C-SiC ofrece una mejor compatibilidad de la red con los sustratos de silicio y una mayor movilidad de electrones, lo que es beneficioso para dispositivos de alta velocidad e integración con la tecnología de silicio existente.El 4H-SiC es más maduro en términos de disponibilidad comercial y tiene un intervalo de banda más amplio (~3.26 eV).

P3: ¿Qué tamaños de obleas están disponibles para 3C-SiC?
A3: Los tamaños comunes incluyen obleas de 2 pulgadas, 3 pulgadas y 4 pulgadas. Los tamaños personalizados pueden estar disponibles dependiendo de las capacidades de producción.

P4: ¿Se pueden dopar las obleas 3C-SiC para diferentes propiedades eléctricas?
R4: Sí, las obleas de 3C-SiC pueden ser dopadas con dopantes de tipo N o P durante el crecimiento para lograr la conductividad y las características del dispositivo deseadas.

P5: ¿Cuáles son las aplicaciones típicas de las obleas 3C-SiC?
A5: Se utilizan en electrónica de potencia, dispositivos de RF, sensores de alta temperatura, MEMS, optoelectrónica UV y módulos de potencia de vehículos eléctricos.

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