2025-04-11
En tant que matériau semi-conducteur à large bande de troisième génération,Sic (carbure de silicium)a d'excellentes propriétés physiques et électriques, ce qui le fait avoir de vastes perspectives d'application dans le domaine des dispositifs de semi-conducteurs de puissance. Cependant, la technologie de préparation des substrats monocristaux en carbure de silicium a des barrières techniques extrêmement élevées. Le processus de croissance des cristaux doit être effectué dans un environnement à haute température et à basse pression, et il existe de nombreuses variables environnementales, ce qui affecte considérablement l'application industrielle du carbure de silicium. Il est difficile de cultiver des monocristaux SIC de type P 4H-SIC et cubes en utilisant la méthode de transport physique (PVT) déjà industrialisée. La méthode de la phase liquide présente des avantages uniques dans la croissance des monocristaux de type P 4H-SIC et du SiC cube, posant la base matérielle de la production de dispositifs IGBT haute fréquence, haute tension et haute puissance et de dispositifs MOSFET à haute fiabilité, à haute stabilité et à longue durée de vie. Bien que la méthode de phase liquide soit toujours confrontée à certaines difficultés techniques en application industrielle, avec la promotion de la demande du marché et des percées continues dans la technologie, la méthode de phase liquide devrait devenir une méthode importante pour la croissanceSilicon en carbure de cristauxà l'avenir.
Bien que les dispositifs de puissance SIC aient de nombreux avantages techniques, leur préparation est confrontée à de nombreux défis. Parmi eux, le SIC est un matériau dur avec un taux de croissance lent et nécessite une température élevée (plus de 2000 degrés Celsius), entraînant un long cycle de production et un coût élevé. De plus, le processus de traitement des substrats SIC est compliqué et sujette à divers défauts. À l'heure actuelle,substrat en carbure de siliciumLes technologies de préparation comprennent la méthode PVT (méthode de transport physique de vapeur), la méthode de phase liquide et la méthode de dépôt chimique de phase de vapeur à haute température. À l'heure actuelle, la croissance monocristalline en carbure de silicium à grande échelle dans l'industrie adopte principalement la méthode PVT, mais cette méthode de préparation est très difficile de produire des monocristaux de carbure de silicium: Premièrement, le carbure de silicium a plus de 200 formes cristallines, et la différence d'énergie libre entre différentes formes cristallines est très petite. Par conséquent, le changement de phase est facile à se produire pendant la croissance des monocristaux en carbure de silicium par méthode PVT, ce qui entraînera le problème du faible rendement. De plus, par rapport au taux de croissance du silicium monocristallisé tiré par le silicium, le taux de croissance du monocristal de carbure de silicium est très lent, ce qui rend les substrats monocristaux en carbure de silicium plus chers. Deuxièmement, la température des monocristaux en carbure de silicium en croissance par méthode PVT est supérieure à 2000 degrés Celsius, ce qui rend impossible la mesure de la température avec précision. Troisièmement, les matières premières sont sublimées avec différents composants et le taux de croissance est faible. Quatrièmement, la méthode PVT ne peut pas développer des cristaux P-4H-SIC de haute qualité et 3C-SIC.
Alors, pourquoi développer une technologie de phase liquide? Des monocristaux en carbure de silicium N-de type N 4H (véhicules énergétiques, etc.) ne peuvent pas cultiver des monocristaux de type P 4H-SIC et des monocristaux 3C-SIC. À l'avenir, les monocristaux de type P 4H-SIC seront à la base de la préparation des matériaux IGBT, et seront utilisés dans certains scénarios d'application tels que la tension de blocage élevée et les IGBT à courant élevé, tels que le transport ferroviaire et les réseaux intelligents. 3C-SIC résoudra les goulots d'étranglement techniques des appareils 4H-SIC et MOSFET. La méthode de phase liquide est très adaptée à la croissance des monocristaux de type P 4H de haute qualité et des monocristaux 3C-SIC. La méthode de phase liquide a l'avantage de faire croître des cristaux de haute qualité, et le principe de croissance des cristaux détermine que les cristaux de carbure de silicium à ultra-haute qualité peuvent être cultivés.
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