Méthode de phase liquide: une percée technologique clé dans la croissance future du carbure de silicium (SiC) en monocristal

Méthode de phase liquide: une percée technologique clé dans la croissance future du carbure de silicium (SiC) en monocristal

Alliance pour l'innovation en technologie des semi-conducteurs à large bande

En tant que matériau semi-conducteur à large bande de troisième génération, le carbure de silicium (SiC) possède des propriétés physiques et électriques exceptionnelles, ce qui le rend très prometteur pour leset appareils semi-conducteurs à haute puissanceLe SiC trouve des applications dans des secteurs tels que l'électronique de puissance, les télécommunications, l'automobile et l'énergie, constituant la base de la technologie moderne, efficace,Il s'agit d'un projet qui vise à améliorer l'efficacité et la stabilité des systèmes énergétiques ainsi que l'électrification intelligente du futur.Cependant, la production de substrats monocristallins de SiC demeure un défi technique important.L'environnement à basse pression et diverses variables impliquées dans la croissance des cristaux ont ralenti la commercialisation des applications de SiC.

Actuellement, la méthode de transport de vapeur physique (PVT) est la technique la plus largement utilisée pour la croissance de monocristal de SiC dans les applications industrielles.cette méthode présente des difficultés importantes pour produire des cristaux simples de type p 4H-SiC et de type 3C-SiC cubiqueLes limitations de la méthode PVT entravent les performances du SiC dans des applications spécifiques, telles que la haute fréquence, la haute tension,et des dispositifs IGBT (transistors bipolaires à porte isolée) de haute puissance et très fiables, des dispositifs MOSFET (transistors à effet de champ à semi-conducteurs à oxyde métallique) à longue durée de vie.

Dans ce contexte, la méthode de phase liquide est devenue une nouvelle technologie prometteuse pour la culture de cristaux simples de SiC.en particulier dans la production de cristaux simples de type p 4H-SiC et 3C-SiCCette méthode permet une croissance cristalline de haute qualité à des températures relativement basses, posant ainsi une base solide pour la fabrication de dispositifs semi-conducteurs de haute performance.la méthode de phase liquide permet un meilleur contrôle des facteurs tels que le dopageLa structure de la grille et le taux de croissance offrent une plus grande souplesse et une plus grande adaptabilité, ce qui offre des solutions efficaces aux défis de la production de SiC conventionnelle.

Les avantages de la méthode de phase liquide

Malgré certains défis techniques dans l'industrialisation de la méthode de phase liquide, tels que la stabilité de la croissance des cristaux, le contrôle des coûts et les exigences en matière d'équipement,Les progrès technologiques continus et la demande croissante sur le marché suggèrent que cette méthode pourrait devenir une approche courante de croissance des monocristalles de SiC.Il est particulièrement prometteur pour la fabrication d'appareils électroniques à haute puissance, à faible perte, hautement stables et à longue durée de vie.

Récemment, le chercheur associé Li Hui de l'Institut de physique de l'Académie chinoise des sciences a donné une conférence sur la croissance des cristaux simples de SiC à l'aide de la méthode de phase liquide. présenter des solutions d'application pour différents types de cristaux de SiCIl est à noter que les percées dans la croissance des cristaux simples 3C-SiC et p-type 4H-SiC ont ouvert de nouvelles voies pour l'industrialisation des matériaux SiC.Ces avancées fournissent une base solide pour le développement de, des appareils électroniques de qualité industrielle et haut de gamme.

Les avantages physiques du carbure de silicium

Li Hui a souligné les avantages physiques significatifs du SiC par rapport au silicium (Si), qui est toujours le matériau le plus utilisé dans les semi-conducteurs de puissance:

• Champ de décomposition supérieur:Le champ de décomposition du SiC est 10 fois supérieur à celui du silicium, ce qui lui permet de résister à des tensions plus élevées sans décomposition.
• Vitesse de dérive d'électrons saturés plus élevée:La vitesse de dérive du SiC est deux fois supérieure à celle du silicium, ce qui lui permet d'opérer à des fréquences plus élevées et d'améliorer l'efficacité et la vitesse de réponse des appareils, ce qui est essentiel pour les applications à grande vitesse.
• Conductivité thermique plus élevée:La conductivité thermique du SiC ̊ est trois fois supérieure à celle du silicium et 10 fois supérieure à celle de l'arsenure de gallium (GaAs), ce qui permet une dissipation de chaleur efficace, une densité de puissance plus élevée,et réduit les pertes thermiques sous lourdes charges.

Les défis et les perspectives

Bien que la méthode de la phase liquide offre de nombreux avantages, des recherches et des développements supplémentaires sont nécessaires pour relever des défis tels que l'assurance de processus de croissance stables, la réduction des coûts de production,et l'optimisation des équipementsAvec les efforts de collaboration entre les institutions de recherche et les industries, la méthode de phase liquide devrait jouer un rôle essentiel dans l'avancement des technologies SiC pour des applications à haute performance.

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Recommandations de produits connexes

• Les produits visés à l'annexe I sont soumis à des prescriptions de conformité.

UnePlaquettes en 3C-SiC (carbure de silicium cubique)est un substrat semi-conducteur de haute performance caractérisé par sa structure cristalline cubique.Le 3C-SiC présente des propriétés de matériau uniques qui le rendent particulièrement adapté à des applications spécifiques.c applications dans l'électronique de puissance, les appareils à haute fréquence et l'optoélectronique.

• Déchets d'eau de mer

4H-SiC (carbure de silicium hexagonal)est un matériau semi-conducteur à large bandeau connu pour ses propriétés physiques et électriques exceptionnelles, ce qui en fait un choix de premier plan pour les applications à haute puissance, haute fréquence et haute température.C'est l'un des polytypes de carbure de silicium les plus couramment utilisés dans l'électronique de puissance en raison de ses caractéristiques de matériau supérieures.

• 6H-N SIC WAFER

6H-SiC (carbure de silicium hexagonal)est un poly-type de carbure de silicium avec une structure cristalline hexagonale.Le 6H-SiC est largement utilisé dans les applications nécessitant une puissance élevéeBien qu'il soit moins courant que le 4H-SiC pour l'électronique de puissance moderne, il reste un matériau précieux pour des applications spécifiques.spécialement dans l'optoélectronique et les capteurs.