Metode Fase Cair: Terobosan Teknologi Kunci dalam Pertumbuhan Karbida Silikon (SiC) Single-Kristal Masa Depan

Metode Fase Cair: Terobosan Teknologi Kunci dalam Pertumbuhan Karbida Silikon (SiC) Single-Kristal Masa Depan

Aliansi Inovasi Teknologi Semikonduktor Wide Bandgap

Sebagai bahan semikonduktor broad-bandgap generasi ketiga, silikon karbida (SiC) memiliki sifat fisik dan listrik yang luar biasa, membuatnya sangat menjanjikan untuk frekuensi tinggi, tegangan tinggi,dan perangkat semikonduktor bertenaga tinggiSiC menemukan aplikasi di sektor-sektor seperti elektronik tenaga, telekomunikasi, otomotif, dan energi, membentuk dasar untuk modern, efisien,dan sistem energi yang stabil serta elektrifikasi cerdas di masa depanNamun, produksi substrat kristal tunggal SiC tetap menjadi tantangan teknis yang signifikan.lingkungan tekanan rendah dan berbagai variabel yang terlibat dalam pertumbuhan kristal telah memperlambat komersialisasi aplikasi SiC.

Saat ini metode transportasi uap fisik (PVT) adalah teknik yang paling banyak digunakan untuk pertumbuhan kristal tunggal SiC dalam aplikasi industri.metode ini menghadapi kesulitan yang signifikan dalam menghasilkan p-type 4H-SiC dan kubik 3C-SiC kristal tunggalKeterbatasan metode PVT menghambat kinerja SiC dalam aplikasi tertentu, seperti frekuensi tinggi, tegangan tinggi,dan perangkat IGBT bertenaga tinggi (Insulated Gate Bipolar Transistor) dan sangat andal, perangkat MOSFET (Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor) dengan umur panjang.

Dalam latar belakang ini, metode fase cair telah muncul sebagai teknologi baru yang menjanjikan untuk menumbuhkan kristal tunggal SiC.terutama dalam memproduksi p-type 4H-SiC dan 3C-SiC kristal tunggalMetode ini mencapai pertumbuhan kristal berkualitas tinggi pada suhu yang relatif lebih rendah, meletakkan dasar yang kuat untuk pembuatan perangkat semikonduktor berkinerja tinggi.metode fase cair memungkinkan kontrol yang lebih baik atas faktor-faktor seperti doping, struktur kisi, dan tingkat pertumbuhan, menawarkan fleksibilitas dan penyesuaian yang lebih besar, yang memberikan solusi yang efektif untuk tantangan dalam produksi SiC konvensional.

Keuntungan dari Metode Fase Cairan

Meskipun beberapa tantangan teknis dalam industrialisasi metode fase cair, seperti stabilitas dalam pertumbuhan kristal, kontrol biaya, dan persyaratan peralatan,Kemajuan teknologi yang berkelanjutan dan permintaan pasar yang meningkat menunjukkan bahwa metode ini bisa menjadi pendekatan pertumbuhan kristal tunggal SiC yang umumHal ini sangat menjanjikan untuk manufaktur daya tinggi, kerugian rendah, sangat stabil, dan jangka panjang perangkat elektronik.

Baru-baru ini, Associate Researcher Li Hui dari Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences, memberikan ceramah tentang "Pertumbuhan Kristal Tunggal SiC Menggunakan Metode Fase Cairan", menyajikan solusi aplikasi untuk berbagai jenis kristal SiCSecara khusus, terobosan dalam pertumbuhan kristal tunggal 3C-SiC dan p-type 4H-SiC telah membuka jalur baru untuk industrialisasi bahan SiC.Kemajuan ini memberikan dasar yang kuat untuk mengembangkan kelas otomotif, kelas industri, dan perangkat elektronik high-end.

Keuntungan Fisik Karbida Silikon

Li Hui menyoroti keuntungan fisik yang signifikan dari SiC dibandingkan dengan silikon (Si), yang masih merupakan bahan yang paling banyak digunakan dalam semikonduktor tenaga:

• Bidang Pemecahan Tinggi:Bidang kerusakan SiC adalah 10 kali dari silikon, yang memungkinkan untuk menahan tegangan yang lebih tinggi tanpa kerusakan.
• Kecepatan Drift Elektron jenuh yang lebih tinggi:Kecepatan gerak SiC adalah dua kali lipat dari silikon, yang memungkinkannya untuk beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi dan meningkatkan efisiensi perangkat dan kecepatan respons, yang penting untuk aplikasi kecepatan tinggi.
• Konduktivitas termal yang lebih tinggi:Konduktivitas termal SiC adalah tiga kali dari silikon dan 10 kali dari gallium arsenide (GaAs), memungkinkan disipasi panas yang efisien, kepadatan daya yang lebih tinggi,dan mengurangi kehilangan panas di bawah beban berat.

Tantangan dan Prospek Masa Depan

Sementara metode fase cair menawarkan banyak keuntungan, penelitian dan pengembangan lebih lanjut diperlukan untuk mengatasi tantangan seperti memastikan proses pertumbuhan yang stabil, mengurangi biaya produksi,dan mengoptimalkan peralatanDengan upaya kolaboratif antara lembaga penelitian dan industri, metode fase cair diharapkan akan memainkan peran penting dalam memajukan teknologi SiC untuk aplikasi berkinerja tinggi.

Jika ada pelanggaran, silakan hubungi kami untuk penghapusan.

Rekomendasi produk terkait

• 3C-SIC WAFER

AWafer 3C-SiC (Kubic Silicon Carbide)adalah substrat semikonduktor berkinerja tinggi yang ditandai dengan struktur kristal kubiknya. Tidak seperti politipe karbida silikon lainnya (seperti 4H-SiC dan 6H-SiC),3C-SiC menunjukkan sifat material yang unik yang membuatnya sangat cocok untukc aplikasi dalam elektronik daya, perangkat frekuensi tinggi, dan optoelektronika.

• 4H-N SIC WAFER

4H-SiC (Hexagonal Silicon Carbide)adalah bahan semikonduktor bandgap lebar yang dikenal karena sifat fisik dan listriknya yang luar biasa, menjadikannya pilihan utama untuk aplikasi bertenaga tinggi, frekuensi tinggi, dan suhu tinggi.Ini adalah salah satu politipe karbida silikon yang paling umum digunakan dalam elektronik tenaga karena karakteristik materialnya yang unggul.

• 6H-N SIC WAFER

6H-SiC (Hexagonal Silicon Carbide)adalah politipe silikon karbida dengan struktur kristal heksagonal.6H-SiC banyak digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan daya tinggi, frekuensi tinggi, dan stabilitas termal yang tinggi. Meskipun kurang umum daripada 4H-SiC untuk elektronik tenaga modern, ia tetap menjadi bahan yang berharga untuk aplikasi khusus,terutama dalam optoelektronik dan sensor.