การสำรวจดิสก์อีพิเทแอกเซียลของซิลิคอนคาร์ไบด์ของเซมิคอนดักเตอร์: ข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพและโอกาสในการใช้งาน

ในสาขาเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์ในปัจจุบัน วัสดุเซมิคอนดักเตอร์มีบทบาทสำคัญในหมู่พวกเขา ซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์ที่มีช่องว่างแถบกว้างซึ่งมีข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยม เช่น สนามไฟฟ้าที่มีการแยกส่วนสูง ความเร็วอิ่มตัวสูง ค่าการนำความร้อนสูง ฯลฯ กำลังค่อยๆ กลายเป็นจุดสนใจของนักวิจัยและวิศวกรจานขัดซิลิกอนคาร์ไบด์ซึ่งเป็นส่วนสำคัญของจานนี้ ได้แสดงให้เห็นถึงศักยภาพในการใช้งานที่ยอดเยี่ยม

一、ประสิทธิภาพของดิสก์ epitaxis: ข้อดีเต็มรูปแบบ
1. สนามไฟฟ้าสลายสูงพิเศษ: เมื่อเทียบกับวัสดุซิลิกอนแบบดั้งเดิม สนามไฟฟ้าสลายของซิลิกอนคาร์ไบด์มากกว่า 10 เท่าซึ่งหมายความว่าภายใต้สภาวะแรงดันไฟฟ้าเดียวกัน อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่ใช้ดิสก์อีปิเทกเซียลซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถทนต่อกระแสที่สูงกว่าได้ จึงสร้างอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ไฟฟ้าแรงสูง ความถี่สูง และกำลังสูง
2. ความเร็วอิ่มตัวความเร็วสูง: ความเร็วอิ่มตัวของซิลิกอนคาร์ไบด์มากกว่า 2 เท่าของซิลิกอนการทำงานที่อุณหภูมิสูงและความเร็วสูง ดิสก์อีปิเทกเซียลของซิลิกอนคาร์ไบด์ทำงานได้ดีขึ้น ซึ่งช่วยเพิ่มเสถียรภาพและความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ได้อย่างมาก
3. การนำความร้อนที่มีประสิทธิภาพสูง: ค่าการนำความร้อนของซิลิคอนคาร์ไบด์มากกว่าซิลิคอน 3 เท่าคุณสมบัตินี้ช่วยให้อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กระจายความร้อนได้ดีขึ้นระหว่างการทำงานที่ใช้พลังงานสูงอย่างต่อเนื่อง จึงช่วยป้องกันความร้อนสูงเกินไปและปรับปรุงความปลอดภัยของอุปกรณ์
4. ความเสถียรทางเคมีที่ดีเยี่ยม: ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง เช่น อุณหภูมิสูง ความดันสูง และการแผ่รังสีที่รุนแรง ประสิทธิภาพของซิลิคอนคาร์ไบด์ยังคงมีเสถียรภาพเช่นเดิมคุณลักษณะนี้ช่วยให้แผ่นเอพิเทแอกเซียลของซิลิคอนคาร์ไบด์สามารถรักษาประสิทธิภาพที่ยอดเยี่ยมเมื่อเผชิญกับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน
二、กระบวนการผลิต: แกะสลักอย่างระมัดระวัง
กระบวนการหลักสำหรับการผลิตดิสก์อีปิแอกเซียล SIC ได้แก่ การสะสมไอทางกายภาพ (PVD) การสะสมไอสารเคมี (CVD) และการเติบโตของอีพิแอกเซียลแต่ละกระบวนการเหล่านี้มีลักษณะเฉพาะของตัวเอง และต้องมีการควบคุมพารามิเตอร์ต่างๆ ที่แม่นยำเพื่อให้ได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด
1. กระบวนการ PVD: ด้วยการระเหยหรือการสปัตเตอร์และวิธีอื่นๆ เป้าหมาย SiC จะถูกสะสมไว้บนพื้นผิวเพื่อสร้างฟิล์มฟิล์มที่เตรียมด้วยวิธีนี้มีความบริสุทธิ์สูงและมีความเป็นผลึกที่ดี แต่ความเร็วในการผลิตค่อนข้างช้า
2. กระบวนการ CVD: โดยการแตกก๊าซแหล่งซิลิคอนคาร์ไบด์ที่อุณหภูมิสูง จะสะสมอยู่บนพื้นผิวเพื่อสร้างฟิล์มบางๆความหนาและความสม่ำเสมอของฟิล์มที่เตรียมด้วยวิธีนี้สามารถควบคุมได้ แต่ความบริสุทธิ์และความเป็นผลึกไม่ดี
3. การเจริญเติบโตของเยื่อบุผิว: การเจริญเติบโตของชั้นเยื่อบุผิว SiC บนซิลิกอนโมโนคริสตัลไลน์หรือวัสดุโมโนคริสตัลไลน์อื่น ๆ โดยวิธีการสะสมไอสารเคมีชั้นเยื่อบุผิวที่เตรียมโดยวิธีนี้มีการจับคู่ที่ดีและประสิทธิภาพที่ดีเยี่ยมกับวัสดุพื้นผิว แต่ต้นทุนค่อนข้างสูง
三、โอกาสในการสมัคร: ส่องสว่างอนาคต
ด้วยการพัฒนาอย่างต่อเนื่องของเทคโนโลยีอิเล็กทรอนิกส์กำลังและความต้องการที่เพิ่มขึ้นสำหรับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่มีประสิทธิภาพสูงและความน่าเชื่อถือสูง ดิสก์ epitaxial ของซิลิกอนคาร์ไบด์จึงมีแนวโน้มการใช้งานที่กว้างขวางในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์มีการใช้กันอย่างแพร่หลายในการผลิตอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์กำลังสูงความถี่สูง เช่น สวิตช์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง อินเวอร์เตอร์ วงจรเรียงกระแส ฯลฯ นอกจากนี้ยังใช้กันอย่างแพร่หลายในเซลล์แสงอาทิตย์ LED และสาขาอื่น ๆ
ด้วยข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่เป็นเอกลักษณ์และการปรับปรุงกระบวนการผลิตอย่างต่อเนื่อง แผ่นอิปิแอกเชียลของซิลิคอนคาร์ไบด์จึงค่อยๆ แสดงศักยภาพที่ยอดเยี่ยมในด้านเซมิคอนดักเตอร์เรามีเหตุผลที่เชื่อได้ว่าในอนาคตของวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีจะมีบทบาทสำคัญมากขึ้น