تنقسم ركائز كربيد السيليكون إلى نوعين: شبه عازل وموصل. حاليًا، يبلغ المقاس السائد لركائز كربيد السيليكون شبه العازلة 4 بوصات، بينما يبلغ المقاس السائد لركائز كربيد السيليكون الموصلة 6 بوصات.
نظراً لتطبيقاتها اللاحقة في مجال الترددات الراديوية، تخضع ركائز كربيد السيليكون شبه المعزولة والمواد المُرَسَّبة بالطبقة الرقيقة لضوابط التصدير من قِبَل وزارة التجارة الأمريكية. يُعدّ كربيد السيليكون شبه المعزول الركيزة المُفضَّلة لترسيب طبقات رقيقة غير متجانسة من نتريد الغاليوم، وله آفاق تطبيقية واعدة في مجال الموجات الميكروية. بالمقارنة مع عدم تطابق البلورات في الياقوت (14%) والسيليكون (16.9%)، فإن عدم تطابق البلورات بين كربيد السيليكون ونتريد الغاليوم لا يتجاوز 3.4%. وبفضل الموصلية الحرارية العالية للغاية لكربيد السيليكون، تتمتع مصابيح LED عالية الكفاءة وأجهزة الموجات الميكروية عالية التردد والطاقة المصنوعة منه بمزايا كبيرة في الرادار، ومعدات الموجات الميكروية عالية الطاقة، وأنظمة اتصالات الجيل الخامس.
لطالما كان البحث والتطوير في مجال ركائز كربيد السيليكون شبه المعزولة محورًا رئيسيًا للبحث والتطوير في مجال ركائز كربيد السيليكون أحادية البلورة. وتواجه عملية إنماء مواد كربيد السيليكون شبه المعزولة صعوبتين رئيسيتين:
1) تقليل شوائب مانح النيتروجين التي يتم إدخالها بواسطة بوتقة الجرافيت، وامتصاص العزل الحراري، والتطعيم في المسحوق؛
2) مع ضمان جودة وخصائص البلورة الكهربائية، يتم إدخال مركز مستوى عميق لتعويض الشوائب المتبقية ذات المستوى الضحل بالنشاط الكهربائي.
في الوقت الحاضر، فإن الشركات المصنعة التي لديها قدرة إنتاجية لـ SiC شبه المعزول هي بشكل رئيسي SICC Co و Semisic Crystal Co و Tanke Blue Co و Hebei Synlight Crystal Co., Ltd.
يتم الحصول على بلورة كربيد السيليكون الموصلة عن طريق حقن النيتروجين في بيئة النمو. تُستخدم ركائز كربيد السيليكون الموصلة بشكل أساسي في تصنيع أجهزة الطاقة، حيث تتميز هذه الأجهزة بمزايا فريدة كالجهد العالي والتيار العالي ودرجة الحرارة العالية والتردد العالي والفقد المنخفض، مما يُحسّن بشكل كبير كفاءة تحويل الطاقة في أجهزة الطاقة القائمة على السيليكون، وله تأثير بالغ وبعيد المدى على مجال تحويل الطاقة بكفاءة. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية المركبات الكهربائية/محطات الشحن، والطاقة الشمسية الكهروضوئية، والنقل بالسكك الحديدية، والشبكات الذكية، وغيرها. ونظرًا لأن المنتجات الموصلة تُستخدم بشكل أساسي في أجهزة الطاقة في المركبات الكهربائية والطاقة الشمسية الكهروضوئية وغيرها من المجالات، فإن آفاق التطبيق أوسع، وعدد الشركات المصنعة أكبر.
أنواع بلورات كربيد السيليكون: يمكن تقسيم البنية النموذجية لأفضل أنواع كربيد السيليكون البلوري 4H إلى فئتين، الأولى هي بلورة كربيد السيليكون المكعبة ذات بنية السفاليريت، والمعروفة باسم 3C-SiC أو β-SiC، والأخرى هي البنية السداسية أو المعينية ذات الدورة الطويلة، والتي تُمثل 6H-SiC و4H-SiC و15R-SiC، وما إلى ذلك، وتُعرف مجتمعةً باسم α-SiC. يتميز 3C-SiC بمقاومته العالية في تصنيع الأجهزة. ومع ذلك، فإن التباين الكبير بين ثوابت شبكة السيليكون وكربيد السيليكون ومعاملات التمدد الحراري قد يؤدي إلى وجود عدد كبير من العيوب في الطبقة الرقيقة المترسبة من 3C-SiC. يتمتع 4H-SiC بإمكانيات كبيرة في تصنيع MOSFETs، لأن عمليات نمو البلورات ونمو الطبقة فوق المحورية فيه أكثر تميزًا، ومن حيث حركة الإلكترونات، فإن 4H-SiC أعلى من 3C-SiC و 6H-SiC، مما يوفر خصائص ميكروويف أفضل لـ 4H-SiC MOSFETs.
في حال وجود انتهاك، يرجى الاتصال بـ "حذف"
تاريخ النشر: 16 يوليو 2024