رقاقة ركيزة كربيد السيليكون 4H-semi HPSI مقاس 2 بوصة، إنتاج تجريبي، درجة بحثية

تنقسم ركائز كربيد السيليكون بشكل أساسي إلى نوعين: موصلة وشبه عازلة. تُستخدم ركائز كربيد السيليكون الموصلة، من النوع n، بشكل رئيسي في تصنيع مصابيح LED القائمة على GaN وغيرها من الأجهزة الإلكترونية الضوئية، بالإضافة إلى أجهزة إلكترونيات الطاقة القائمة على SiC. أما ركائز كربيد السيليكون شبه العازلة، فتُستخدم بشكل أساسي في تصنيع أجهزة GaN عالية الطاقة للترددات الراديوية. يُذكر أن هناك فرقًا بين ركائز شبه عازلة عالية النقاء (HPSI) وشبه عازلة (SI). تتميز ركائز HPSI بتركيز حاملات شحنة يتراوح بين 3.5 × 10¹³ و 8 × 10¹⁵/سم³، مما يمنحها حركية إلكترونية عالية. أما ركائز شبه العازلة، فهي مواد ذات مقاومة عالية جدًا، وتُستخدم عادةً في ركائز أجهزة الميكروويف، وهي غير موصلة.

رقاقة ركيزة من كربيد السيليكون شبه العازل

تُحدد البنية البلورية لكربيد السيليكون (SiC) خصائصه الفيزيائية، فمقارنةً بالسيليكون (Si) وجاليوم أرسينيد (GaAs)، يتميز كربيد السيليكون بخصائص فيزيائية فريدة؛ إذ يتميز بعرض نطاق محظور كبير، يقارب ثلاثة أضعاف عرض نطاق السيليكون، مما يضمن عمل الجهاز بكفاءة عالية في درجات حرارة مرتفعة وعلى المدى الطويل؛ كما يتميز بقوة مجال انهيار عالية، تبلغ عشرة أضعاف قوة مجال انهيار السيليكون، مما يضمن قدرة الجهاز على تحمل الجهد، وبالتالي تحسين قيمة جهد الجهاز؛ بالإضافة إلى معدل تشبع إلكتروني كبير، يبلغ ضعف معدل تشبع السيليكون، مما يزيد من تردد الجهاز وكثافة طاقته؛ وأخيرًا، يتميز كربيد السيليكون بموصلية حرارية عالية، تفوق موصلية السيليكون بثلاثة أضعاف، مما يزيد من قدرة الجهاز على تبديد الحرارة ويساهم في تصغير حجمه.