رقائق SiC هي أشباه الموصلات المصنوعة من كربيد السيليكون.تم تطوير هذه المادة في عام 1893 وهي مثالية لمجموعة متنوعة من التطبيقات.مناسبة بشكل خاص لثنائيات شوتكي وثنائيات شوتكي ذات حاجز الوصلات والمفاتيح والترانزستورات ذات التأثير الميداني لأشباه الموصلات المعدنية وأشباه الموصلات.نظرًا لصلابته العالية، فهو خيار ممتاز لمكونات الطاقة الإلكترونية.
يوجد حاليًا نوعان رئيسيان من رقائق SiC.الأول عبارة عن رقاقة مصقولة، وهي عبارة عن رقاقة واحدة من كربيد السيليكون.إنها مصنوعة من بلورات SiC عالية النقاء ويمكن أن يصل قطرها إلى 100 مم أو 150 مم.يتم استخدامه في الأجهزة الإلكترونية عالية الطاقة.النوع الثاني هو رقاقة كربيد السيليكون البلورية الفوقية.يتم تصنيع هذا النوع من الرقاقات بإضافة طبقة واحدة من بلورات كربيد السيليكون إلى السطح.تتطلب هذه الطريقة تحكمًا دقيقًا في سمك المادة وتُعرف باسم التنضيد من النوع N.
النوع التالي هو كربيد السيليكون بيتا.يتم إنتاج Beta SiC عند درجات حرارة أعلى من 1700 درجة مئوية.كربيدات ألفا هي الأكثر شيوعًا ولها بنية بلورية سداسية تشبه تركيب الورزيت.يشبه نموذج بيتا الماس ويستخدم في بعض التطبيقات.لقد كان دائمًا الخيار الأول للمنتجات شبه المصنعة للطاقة في المركبات الكهربائية.يعمل العديد من موردي رقائق كربيد السيليكون الخارجيين حاليًا على هذه المادة الجديدة.
تعتبر رقائق ZMSH SiC من مواد أشباه الموصلات المشهورة جدًا.إنها مادة شبه موصلة عالية الجودة ومناسبة تمامًا للعديد من التطبيقات.تعتبر رقائق كربيد السيليكون ZMSH مادة مفيدة جدًا لمجموعة متنوعة من الأجهزة الإلكترونية.توفر ZMSH مجموعة واسعة من رقائق وركائز SiC عالية الجودة.وهي متوفرة في أشكال من النوع N وشبه معزولة.
2---كربيد السيليكون: نحو عصر جديد من الرقائق
الخصائص الفيزيائية وخصائص كربيد السيليكون
يحتوي كربيد السيليكون على بنية بلورية خاصة، وذلك باستخدام بنية سداسية محكمة الإغلاق تشبه الماس.يمكّن هذا الهيكل كربيد السيليكون من الحصول على موصلية حرارية ممتازة ومقاومة درجات الحرارة العالية.بالمقارنة مع مواد السيليكون التقليدية، يتمتع كربيد السيليكون بعرض فجوة نطاق أكبر، مما يوفر تباعدًا أعلى لنطاق الإلكترون، مما يؤدي إلى زيادة حركة الإلكترون وانخفاض تيار التسرب.بالإضافة إلى ذلك، يتمتع كربيد السيليكون أيضًا بسرعة انجراف أعلى للتشبع الإلكتروني ومقاومة أقل للمادة نفسها، مما يوفر أداء أفضل لتطبيقات الطاقة العالية.
حالات التطبيق وآفاق رقائق كربيد السيليكون
تطبيقات إلكترونيات القوى
تتمتع رقاقة كربيد السيليكون بإمكانية تطبيق واسعة في مجال إلكترونيات الطاقة.نظرًا لحركتها الإلكترونية العالية وموصليتها الحرارية الممتازة، يمكن استخدام رقائق SIC لتصنيع أجهزة تحويل عالية الكثافة للطاقة، مثل وحدات الطاقة للسيارات الكهربائية ومحولات الطاقة الشمسية.إن استقرار درجة الحرارة العالية لرقائق كربيد السيليكون يمكّن هذه الأجهزة من العمل في بيئات ذات درجات حرارة عالية، مما يوفر قدرًا أكبر من الكفاءة والموثوقية.
التطبيقات الضوئية
في مجال الأجهزة الإلكترونية البصرية، تظهر رقائق كربيد السيليكون مزاياها الفريدة.تتميز مادة كربيد السيليكون بخصائص فجوة النطاق الواسعة، والتي تمكنها من تحقيق طاقة فوتون عالية وفقدان منخفض للضوء في الأجهزة الإلكترونية البصرية.يمكن استخدام رقائق كربيد السيليكون لإعداد أجهزة اتصالات عالية السرعة وأجهزة كشف ضوئي وأشعة ليزر.إن موصليتها الحرارية الممتازة وكثافة العيوب البلورية المنخفضة تجعلها مثالية لإعداد الأجهزة الإلكترونية الضوئية عالية الجودة.
الآفاق
مع تزايد الطلب على الأجهزة الإلكترونية عالية الأداء، تتمتع رقائق كربيد السيليكون بمستقبل واعد كمادة ذات خصائص ممتازة وإمكانات تطبيق واسعة.ومع التحسين المستمر لتكنولوجيا التحضير وخفض التكلفة، سيتم تعزيز التطبيق التجاري لرقائق كربيد السيليكون.ومن المتوقع أنه في السنوات القليلة المقبلة، ستدخل رقائق كربيد السيليكون إلى السوق تدريجيًا وتصبح الخيار السائد لتطبيقات الطاقة العالية والتردد العالي ودرجات الحرارة المرتفعة.
3 --- تحليل متعمق لسوق رقائق SiC واتجاهات التكنولوجيا
تحليل متعمق لمحركات سوق رقائق كربيد السيليكون (SiC).
يتأثر نمو سوق رقائق كربيد السيليكون (SiC) بعدة عوامل رئيسية، ويعد التحليل المتعمق لتأثير هذه العوامل على السوق أمرًا بالغ الأهمية.فيما يلي بعض محركات السوق الرئيسية:
توفير الطاقة وحماية البيئة: إن الأداء العالي وخصائص استهلاك الطاقة المنخفضة لمواد كربيد السيليكون تجعلها شائعة في مجال توفير الطاقة وحماية البيئة.يؤدي الطلب على السيارات الكهربائية ومحولات الطاقة الشمسية وأجهزة تحويل الطاقة الأخرى إلى دفع نمو سوق رقائق كربيد السيليكون لأنها تساعد في تقليل هدر الطاقة.
تطبيقات إلكترونيات الطاقة: يتفوق كربيد السيليكون في تطبيقات إلكترونيات الطاقة ويمكن استخدامه في إلكترونيات الطاقة تحت ضغط عالٍ وبيئات درجة حرارة عالية.مع تعميم الطاقة المتجددة وتعزيز انتقال الطاقة الكهربائية، يستمر الطلب على رقائق كربيد السيليكون في سوق إلكترونيات الطاقة في الزيادة.
رقائق SiC في المستقبل لاتجاه تطوير تكنولوجيا التصنيع تحليل مفصل
الإنتاج الضخم وخفض التكلفة: سيركز تصنيع رقائق SiC المستقبلية بشكل أكبر على الإنتاج الضخم وخفض التكلفة.ويشمل ذلك تقنيات النمو المحسنة مثل ترسيب البخار الكيميائي (CVD) وترسيب البخار الفيزيائي (PVD) لزيادة الإنتاجية وخفض تكاليف الإنتاج.بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أن يؤدي اعتماد عمليات الإنتاج الذكية والآلية إلى تحسين الكفاءة.
حجم وبنية الرقاقة الجديدة: قد يتغير حجم وبنية رقائق SiC في المستقبل لتلبية احتياجات التطبيقات المختلفة.قد يشمل ذلك رقائق ذات قطر أكبر، أو هياكل غير متجانسة، أو رقائق متعددة الطبقات لتوفير المزيد من مرونة التصميم وخيارات الأداء.
كفاءة الطاقة والتصنيع الأخضر: سوف يركز تصنيع رقائق SiC في المستقبل بشكل أكبر على كفاءة الطاقة والتصنيع الأخضر.ستصبح المصانع التي تعمل بالطاقة المتجددة والمواد الخضراء وإعادة تدوير النفايات وعمليات الإنتاج منخفضة الكربون اتجاهات في التصنيع.
وقت النشر: 19 يناير 2024