Kristal benih SiC dengan diameter 153, 155, 205, 203, dan 208 mm PVT
Abstrak Kristal Benih SiC
Karbida silikon (SiC) telah muncul sebagai bahan penting dalam industri semikonduktor karena sifat uniknya, seperti bandgap yang luas, konduktivitas termal yang tinggi,dan kekuatan mekanik yang luar biasaKristal benih SiC memainkan peran penting dalam pertumbuhan kristal tunggal SiC berkualitas tinggi, yang penting untuk berbagai aplikasi, termasuk perangkat bertenaga tinggi dan frekuensi tinggi.
Kristal benih SiC adalah struktur kristal kecil yang berfungsi sebagai titik awal untuk pertumbuhan kristal tunggal SiC yang lebih besar.Mereka memiliki orientasi kristal yang sama dengan produk akhir yang diinginkanKristal benih bertindak sebagai templat, membimbing pengaturan atom dalam kristal yang tumbuh.
Tabel Atribut Kristal Benih SiC
Properti |
Nilai / Deskripsi |
Unit / Catatan |
Struktur Kristal |
4H, 6H, 3C (yang paling umum: 4H untuk perangkat daya) |
Politipe bervariasi dalam urutan tumpukan |
Parameter kisi |
a=3,073Å, c=10,053Å (4H-SiC) |
Sistem heksagonal |
Kepadatan |
3.21 |
g/cm3 |
Titik Peleburan |
3100 (sublimes) |
°C |
Konduktivitas Termal |
490 (°C), 390 (°C) (4H-SiC) |
W/(m·K) |
Ekspansi Termal |
4.2×10−6 (?? c), 4.68×10−6 (?? c) |
K−1 |
Band Gap |
3.26 (4H), 3.02 (6H), 2.36 (3C) |
eV / 300K |
Kekerasan (Mohs) |
9.2-9.6 |
Kedua hanya untuk berlian |
Indeks Refraksi |
2.65 @ 633nm (4H-SiC) |
|
Konstan Dielektrik |
9.66 (c), 10.03 (c) (4H-SiC) |
1MHz |
Bidang Pemecahan |
~3×106 |
V/cm |
Mobilitas Elektron |
900-1000 (4H) |
cm2/v·s) |
Mobilitas Lubang |
100-120 (4H) |
cm2/v·s) |
Densitas Dislokasi |
<103 (biji-bijian komersial terbaik) |
cm−2 |
Densitas Micropipe |
<0,1 (keadaan terkini) |
cm−2 |
Sudut Off-cut |
Biasanya 4° atau 8° ke arah <11-20> |
Untuk epitaksi langkah-dikontrol |
Diameter |
100mm (4"), 150mm (6"), 200mm (8") |
Ketersediaan komersial |
Keropositas permukaan |
< 0,2nm (siap untuk epi) |
Ra (polishing tingkat atom) |
Orientasi |
(0001) Si-face atau C-face |
Mempengaruhi pertumbuhan epitaxial |
Resistivitas |
102-105 (semi-isolasi) |
Ohmcm |
Diameter Kristal Benih SiC

Diameter khas untuk kristal benih SiC berkisar dari 153 mm hingga 208 mm, termasuk ukuran khusus seperti 153 mm, 155 mm, 203 mm, 205 mm, dan 208 mm.Dimensi ini dipilih berdasarkan aplikasi yang dimaksudkan dan ukuran yang diinginkan dari kristal tunggal yang dihasilkan.
1. 153 mm dan 155 mm Kristal Benih
Diameter yang lebih kecil ini sering digunakan untuk pengaturan eksperimental awal atau untuk aplikasi yang membutuhkan wafer yang lebih kecil.Mereka memungkinkan para peneliti untuk mengeksplorasi berbagai kondisi dan parameter pertumbuhan tanpa perlu, peralatan yang lebih mahal.

2. 203 mm dan 205 mm Kristal Benih
Diameter menengah seperti ini biasanya digunakan untuk aplikasi industri. Mereka memberikan keseimbangan antara penggunaan bahan dan ukuran kristal tunggal akhir.Ukuran ini sering digunakan dalam produksi elektronik daya dan perangkat frekuensi tinggi.
3. 208 mm Kristal Benih
Kristal benih terbesar yang tersedia, seperti yang memiliki diameter 208 mm, biasanya digunakan untuk produksi volume tinggi.yang dapat dipotong menjadi beberapa wafer untuk pembuatanUkuran ini sangat menguntungkan di industri otomotif dan aerospace, di mana komponen berkinerja tinggi sangat penting.
Metode pertumbuhan untuk kristal benih SiC
Pertumbuhan kristal tunggal SiC biasanya melibatkan beberapa metode, dengan metode transportasi uap fisik (PVT) yang paling umum.
Persediaan Grafit Crucible: SiC bubuk ditempatkan di bagian bawah grafit crucible. crucible kemudian dipanaskan ke suhu sublimasi SiC.
Penempatan Kristal Benih: Kristal benih SiC ditempatkan di bagian atas crevice.
Kondensasi: Uap naik ke bagian atas crevice, di mana ia mengembun di permukaan kristal benih SiC, memfasilitasi pertumbuhan kristal tunggal.
Sifat Termodinamika
Perilaku termodinamika SiC selama proses pertumbuhan sangat penting.Kondisi gradien suhu dan tekanan harus dikontrol dengan hati-hati untuk memastikan tingkat pertumbuhan dan kualitas kristal yang optimalMemahami sifat-sifat ini membantu dalam memperbaiki teknik pertumbuhan dan meningkatkan hasil.

Tantangan dalam Produksi Kristal Benih SiC
Meskipun pertumbuhan kristal benih SiC sudah mapan, beberapa tantangan tetap ada:
1. Kapadatan lapisan perekat
Ketika menempelkan kristal benih ke pemegang pertumbuhan, masalah seperti keseragaman lapisan perekat dapat menyebabkan cacat.
2Kualitas permukaan
Kualitas permukaan kristal benih sangat penting untuk pertumbuhan yang sukses. Ketidaksempurnaan dapat menyebar melalui kisi kristal, menyebabkan cacat pada produk akhir.
3Biaya dan Skalabilitas
Menghasilkan kristal benih SiC yang lebih besar seringkali lebih mahal dan membutuhkan teknik manufaktur canggih.
Pertanyaan dan Jawaban
P:Apa orientasi yang paling umum digunakan dalam pertumbuhan SiC?
A:Berbagai orientasi kristal benih SiC menghasilkan kristal tunggal dengan karakteristik yang berbeda.masing-masing dengan sifat listrik dan termal yang berbedaPilihan orientasi mempengaruhi kinerja perangkat akhir, membuat pemilihan kristal benih yang tepat sangat penting.