تُقسّم ركائز كربيد السيليكون إلى نوعين: شبه عازل وموصل. حاليًا، يبلغ سمك منتجات ركائز كربيد السيليكون شبه العازلة 4 بوصات. أما في سوق كربيد السيليكون الموصل، فيبلغ سمك منتجات الركائز السائدة حاليًا 6 بوصات.
نظراً لتطبيقاتها اللاحقة في مجال الترددات الراديوية، تخضع ركائز كربيد السيليكون شبه المعزولة والمواد الفوقية لضوابط التصدير من قِبل وزارة التجارة الأمريكية. يُعد كربيد السيليكون شبه المعزول كركيزة المادة المُفضّلة لتداخل نتريد الغاليوم، وله تطبيقات هامة في مجال الموجات الدقيقة. بالمقارنة مع عدم تطابق بلورات الياقوت بنسبة 14% والسيليكون بنسبة 16.9%، فإن عدم تطابق بلورات مواد كربيد السيليكون ونتريد الغاليوم لا يتجاوز 3.4%. إلى جانب الموصلية الحرارية الفائقة لكربيد السيليكون، تتمتع أجهزة الميكروويف عالية التردد والطاقة وعالية الكفاءة في استخدام الطاقة، والتي تُنتجها هذه المادة، بمزايا كبيرة في الرادار ومعدات الموجات الدقيقة عالية الطاقة وأنظمة اتصالات الجيل الخامس.
لطالما كان البحث والتطوير في مجال ركائز كربيد السيليكون شبه المعزولة محور البحث والتطوير في مجال ركائز كربيد السيليكون أحادية البلورة. هناك صعوبتان رئيسيتان في إنتاج مواد كربيد السيليكون شبه المعزولة:
1) تقليل شوائب المانح النيتروجيني التي أدخلتها بوتقة الجرافيت، وامتصاص العزل الحراري، والتشويب في المسحوق؛
2) مع ضمان جودة وخصائص البلورة الكهربائية، يتم إدخال مركز مستوى عميق لتعويض الشوائب المتبقية على المستوى الضحل بالنشاط الكهربائي.
في الوقت الحاضر، الشركات المصنعة ذات القدرة على إنتاج SiC شبه المعزولة هي بشكل رئيسي شركة SICC Co، وشركة Semisic Crystal Co، وشركة Tanke Blue Co، وشركة Hebei Synlight Crystal Co.، Ltd.
يتم الحصول على بلورة SiC الموصلة عن طريق حقن النيتروجين في الغلاف الجوي المتنامي. تُستخدم ركيزة كربيد السيليكون الموصلة بشكل رئيسي في تصنيع أجهزة الطاقة، حيث تتميز أجهزة الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون بجهد وتيار عاليين ودرجة حرارة عالية وتردد عالٍ وخسارة منخفضة، بالإضافة إلى مزايا فريدة أخرى. ستُحسّن هذه الأجهزة بشكل كبير كفاءة تحويل الطاقة المستخدمة حاليًا في أجهزة الطاقة القائمة على السيليكون، ولها تأثير كبير وواسع النطاق في مجال التحويل الفعال للطاقة. تشمل مجالات التطبيق الرئيسية المركبات الكهربائية/أكوام الشحن، والطاقة الكهروضوئية الجديدة، والنقل بالسكك الحديدية، والشبكات الذكية، وغيرها. ولأن المنتجات الموصلة تعتمد بشكل رئيسي على أجهزة الطاقة في المركبات الكهربائية والطاقة الكهروضوئية وغيرها من المجالات، فإن آفاق تطبيقها أوسع، وعدد الشركات المصنعة أكبر.
نوع بلورة كربيد السيليكون: يمكن تقسيم البنية النموذجية لأفضل بلورة كربيد السيليكون 4H إلى فئتين: الأولى هي بلورة كربيد السيليكون المكعبة من نوع سفاليرايت، والمعروفة باسم 3C-SiC أو β-SiC، والثانية هي البنية السداسية أو الماسية ذات الفترة الزمنية الكبيرة، وهي سمة مميزة لـ 6H-SiC، و4H-sic، و15R-SiC، وغيرها، والمعروفة مجتمعةً باسم α-SiC. يتميز 3C-SiC بمقاومة عالية في أجهزة التصنيع. ومع ذلك، فإن التفاوت الكبير بين ثوابت الشبكة السيليكونية ومعاملات التمدد الحراري قد يؤدي إلى عدد كبير من العيوب في الطبقة الفوقية لـ 3C-SiC. تتمتع مادة 4H-SiC بإمكانيات كبيرة في تصنيع MOSFETs، وذلك لأن عمليات نمو البلورات ونمو الطبقة الطبقية أكثر تميزًا، ومن حيث حركة الإلكترون، فإن 4H-SiC أعلى من 3C-SiC و6H-SiC، مما يوفر خصائص ميكروويف أفضل لـ MOSFETs 4H-SiC.
في حالة وجود انتهاك، يرجى الاتصال بالحذف
وقت النشر: ١٦ يوليو ٢٠٢٤