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Was sind die wichtigen Parameter von SiC?
Siliziumkarbid (SiC) ist ein wichtiges Halbleitermaterial mit großer Bandlücke, das häufig in elektronischen Hochleistungs- und Hochfrequenzgeräten verwendet wird. Im Folgenden sind einige der wichtigsten Parameter von Siliziumkarbidplatten und ihre detaillierten Erläuterungen aufgeführt:
Gitterparameter
Stellen Sie sicher, dass die Gitterkonstante des Substrats mit der aufzuwachsenden Epitaxieschicht übereinstimmt, um Defekte und Spannungen zu reduzieren. Beispielsweise haben 4H-SiC und 6H-SiC unterschiedliche Gitterkonstanten, die sich auf die Qualität ihrer Epitaxieschicht und die Geräteleistung auswirken.
Stapelreihenfolge
SiC besteht aus Siliziumatomen und Kohlenstoffatomen im Verhältnis 1:1, die Anordnung der Atomschichten ist jedoch unterschiedlich, wodurch eine andere Kristallstruktur entsteht. Die üblichen Kristallformen sind 3C-SiC (kubische Struktur), 4H-SiC (sechseckige Struktur), 6H-SiC (sechseckige Struktur) und die entsprechende Stapelreihenfolge ist: ABC, ABCB, ABCACB usw. Die elektronischen und physikalischen Eigenschaften von Jeder Kristalltyp ist anders, daher ist die Wahl des richtigen Kristalltyps für eine bestimmte Anwendung von entscheidender Bedeutung.
Mohs-Härte
Bestimmen Sie die Härte des Substrats. Die Härte beeinflusst den Grad der Bearbeitungsschwierigkeit und die Verschleißfestigkeit. Siliziumkarbid hat eine sehr hohe Mohs-Härte, typischerweise zwischen 9 und 9,5, was es zu einem sehr harten Material macht, das für Anwendungen geeignet ist, die eine hohe Verschleißfestigkeit erfordern.
Dichte
Die mechanische Festigkeit und die thermischen Eigenschaften des Substrats werden beeinträchtigt. Eine hohe Dichte bedeutet normalerweise eine bessere mechanische Festigkeit und Wärmeleitfähigkeit.
Wärmeausdehnungskoeffizient
Bezieht sich auf den Anteil der Längen- oder Volumenzunahme des Substrats im Verhältnis zur ursprünglichen Länge oder zum ursprünglichen Volumen, wenn die Temperatur um ein Grad Celsius erhöht wird. Die Kombination von Substrat und Epitaxieschicht bei Temperaturänderungen beeinflusst die thermische Stabilität des Bauelements.
Brechungsindex
Für optische Anwendungen ist der Brechungsindex ein Schlüsselparameter beim Design optoelektronischer Geräte. Der Unterschied im Brechungsindex beeinflusst die Geschwindigkeit und den Weg der Lichtwellen durch das Material.
Dielektrizitätskonstante
Die kapazitiven Eigenschaften des Geräts werden beeinträchtigt. Die niedrigere Dielektrizitätskonstante trägt dazu bei, parasitäre Kapazitäten zu reduzieren und die Geräteleistung zu verbessern.
Wärmeleitfähigkeit
Kritisch für Hochleistungs- und Hochtemperaturanwendungen, da es die Kühleffizienz des Geräts beeinträchtigt. Die hohe Wärmeleitfähigkeit von Siliziumkarbid macht es ideal für Hochleistungselektronik, da es die Wärme effizient vom Gerät wegleitet.
Bandabstand
Der Energieunterschied zwischen dem oberen Ende des Valenzbandes und dem unteren Ende des Leitungsbandes eines Halbleitermaterials. Materialien mit großer Bandlücke erfordern eine höhere Energie, um elektronische Übergänge anzuregen, wodurch Siliziumkarbid in Umgebungen mit hohen Temperaturen und hoher Strahlung eine gute Leistung erbringt.
Zusammenbruch des elektrischen Feldes
Die Grenzspannung, der ein Halbleitermaterial standhalten kann. Siliziumkarbid verfügt über ein sehr starkes störendes elektrisches Feld, wodurch es extrem hohen Spannungen ohne Durchschlag standhalten kann.
Sättigungsdriftgeschwindigkeit
Die maximale Durchschnittsgeschwindigkeit, die ein Träger durch Anlegen eines elektrischen Feldes an ein Halbleitermaterial erreichen kann. Wenn die Intensität des elektrischen Feldes bis zu einem bestimmten Grad zunimmt, nimmt die Trägergeschwindigkeit mit der weiteren Verstärkung des elektrischen Feldes nicht mehr zu, und die Geschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt wird als Sättigungsdriftgeschwindigkeit bezeichnet. Siliziumkarbid weist eine hohe Sättigungsdriftgeschwindigkeit auf, was der Realisierung elektronischer Hochgeschwindigkeitsgeräte förderlich ist. Zusammengenommen bestimmen diese Parameter die Leistung und Eignung von Siliziumkarbidplatten in einer Vielzahl von Anwendungen, insbesondere in Umgebungen mit hoher Leistung, hoher Frequenz und hohen Temperaturen.
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