SiC-zaadkristallen met een diameter van 153, 155, 205, 203 en 208 mm PVT
Samenvatting van de SiC-zaadkristallen
Siliciumcarbide (SiC) is uitgegroeid tot een essentieel materiaal in de halfgeleiderindustrie vanwege zijn unieke eigenschappen, zoals een brede bandgap, hoge thermische geleidbaarheid,en uitzonderlijke mechanische sterkteSiC-zaadkristallen spelen een cruciale rol bij de groei van hoogwaardige SiC-singelkristallen, die essentieel zijn voor verschillende toepassingen, waaronder apparaten met een hoog vermogen en een hoge frequentie.
SiC-zaadkristallen zijn kleine kristallijne structuren die als uitgangspunt dienen voor de groei van grotere SiC-enkelkristallen.Ze hebben dezelfde kristallen oriëntatie als het gewenste eindproduct.Het zaadkristal fungeert als een sjabloon en leidt de rangschikking van atomen in het groeiende kristal.
De attribuuttabel van het SiC-zaadkristal
Vastgoed |
Waarde / Beschrijving |
Eenheid / Notities |
Kristallenstructuur |
4H, 6H, 3C (meest voorkomend: 4H voor vermogenstoestellen) |
Polytypen verschillen in stapelvolgorde |
Parameters van het rooster |
a=3,073Å, c=10,053Å (4H-SiC) |
Hexagonaal systeem |
Dichtheid |
3.21 |
g/cm3 |
Smeltepunt |
3100 (sublimen) |
°C |
Warmtegeleidbaarheid |
490 (°C), 390 (°C) (4H-SiC) |
W/(m·K) |
Thermische expansie |
4.2×10−6 (°c), 4.68×10−6 (°c) |
K−1 |
Bandgap |
3.26 (4H), 3.02 (6H), 2.36 (3C) |
eV /300K |
Hardheid (Mohs) |
9.2-9.6 |
De tweede na diamant |
Brekingsindex |
2.65 @ 633nm (4H-SiC) |
|
Dielectrische constante |
9.66 (c), 10.03 (c) (4H-SiC) |
1MHz |
Afbraakveld |
~3×106 |
V/cm |
Elektronenmobiliteit |
900-1000 (4H) |
cm2/v·s |
Mobiliteit door gaten |
100-120 (4H) |
cm2/v·s |
Verplaatsingsdichtheid |
<103 (beste commerciële zaden) |
cm−2 |
Gewichtsverlies van de micropipe |
< 0,1 (nieuwste stand van de techniek) |
cm−2 |
Afgesneden hoek |
Meestal 4° of 8° richting <11-20> |
Voor stapgecontroleerde epitaxie |
Diameter |
100 mm (4"), 150 mm (6"), 200 mm (8") |
Commerciële beschikbaarheid |
Ruwheid van het oppervlak |
< 0,2 nm (epi-klaar) |
Ra (polijst op atoomniveau) |
Oriëntatie |
(0001) Si- of C-vlak |
Beïnvloed de epitaxiale groei |
Resistiviteit |
102-105 (halfisolatie) |
O·cm |
Diameters van SiC-zaadkristallen

De typische diameters van SiC-zaadkristallen variëren van 153 mm tot 208 mm, met inbegrip van specifieke maten zoals 153 mm, 155 mm, 203 mm, 205 mm en 208 mm.Deze afmetingen worden geselecteerd op basis van de beoogde toepassing en de gewenste grootte van het resulterende enkelvoudige kristal.
1. 153 mm en 155 mm Zadenkristallen
Deze kleinere diameters worden vaak gebruikt voor initiële experimentele installaties of voor toepassingen waarvoor kleinere wafers nodig zijn.Ze stellen onderzoekers in staat om verschillende groeicondities en -parameters te onderzoeken zonder dat grotere, meer dure apparatuur.

2. 203 mm en 205 mm Zadenkristallen
Deze middelgrote diameters worden vaak gebruikt voor industriële toepassingen en zorgen voor een evenwicht tussen materiaalgebruik en de grootte van de eindkristallen.Deze afmetingen worden vaak gebruikt bij de productie van krachtelektronica en hoogfrequente apparaten.
3. 208 mm Zadenkristallen
De grootste beschikbare zaadkristallen, zoals die met een diameter van 208 mm, worden doorgaans gebruikt voor de productie van grote hoeveelheden.met een vermogen van meer dan 10 W,Deze afmeting is vooral gunstig in de automobiel- en luchtvaartindustrie, waar hoogwaardige componenten essentieel zijn.
Groeimethoden voor SiC-zaadkristallen
De groei van SiC-single kristallen omvat meestal verschillende methoden, waarbij de fysieke damptransportmethode (PVT) de meest voorkomende is.
Voorbereiding van de grafietkruik: SiC-poeder wordt aan de bodem van een grafietkruik geplaatst.
Plaatsing van het zaadkristal: het SiC-zaadkristal wordt bovenaan de smeltkroes geplaatst.
Condensatie: De damp stijgt naar de bovenkant van de smeltkroes, waar het op het oppervlak van het SiC-zaadkristal condenseert, waardoor de groei van het enkelkristal wordt vergemakkelijkt.
Thermodynamische eigenschappen
De thermodynamische gedragingen van SiC tijdens het groeiproces zijn cruciaal.De temperatuurgradiënt en de drukomstandigheden moeten zorgvuldig worden gecontroleerd om optimale groeipercentages en kristalkwaliteit te garanderen.Het begrijpen van deze eigenschappen helpt bij het verfijnen van de groeitechnieken en het verbeteren van de opbrengst.

Uitdagingen bij de productie van SiC-zaadkristallen
Hoewel de groei van SiC-zaadkristallen goed gevestigd is, blijven er nog enkele uitdagingen bestaan:
1. Kleeflaagdichtheid
Bij het bevestigen van zaadkristallen aan de groeiholders kunnen problemen zoals de uniformiteit van de kleeflaag leiden tot defecten.
2. Oppervlakte kwaliteit
De kwaliteit van het oppervlak van het zaadkristal is van cruciaal belang voor een succesvolle groei.
3Kosten en schaalbaarheid
De productie van grotere SiC-zaadkristallen is vaak duurder en vereist geavanceerde productietechnieken.
V&A
V:Wat zijn de meest gebruikte oriëntatiepunten bij SiC groei?
A:Verschillende oriëntatie van SiC-zaadkristallen levert enkelvoudige kristallen met verschillende kenmerken op.met een vermogen van meer dan 10 W,De keuze van de oriëntatie heeft invloed op de prestaties van het eindapparaat, waardoor de keuze van het juiste zaadkristal van cruciaal belang is.