Silikon karbida (SiC)adalah bahan semikonduktor celah pita lebar penting yang banyak digunakan pada perangkat elektronik berdaya tinggi dan frekuensi tinggi. Berikut ini adalah beberapa parameter utamawafer silikon karbidadan penjelasan detailnya:
Parameter Kisi:
Pastikan konstanta kisi substrat sesuai dengan lapisan epitaksi yang akan ditumbuhkan untuk mengurangi cacat dan tekanan.
Misalnya, 4H-SiC dan 6H-SiC memiliki konstanta kisi yang berbeda, yang memengaruhi kualitas lapisan epitaksi dan kinerja perangkat.
Urutan Penumpukan:
SiC tersusun dari atom silikon dan atom karbon dengan perbandingan 1:1 pada skala makro, namun susunan lapisan atomnya berbeda sehingga akan membentuk struktur kristal yang berbeda.
Bentuk kristal yang umum meliputi 3C-SiC (struktur kubik), 4H-SiC (struktur heksagonal), dan 6H-SiC (struktur heksagonal), dan urutan susunan yang sesuai adalah: ABC, ABCB, ABCACB, dll. Setiap bentuk kristal memiliki elektron yang berbeda karakteristik dan sifat fisik, jadi memilih bentuk kristal yang tepat sangat penting untuk aplikasi spesifik.
Kekerasan Mohs: Menentukan kekerasan media, yang memengaruhi kemudahan pemrosesan dan ketahanan aus.
Silikon karbida memiliki kekerasan Mohs yang sangat tinggi, biasanya antara 9-9,5, sehingga merupakan material yang sangat keras dan cocok untuk aplikasi yang memerlukan ketahanan aus yang tinggi.
Kepadatan: Mempengaruhi kekuatan mekanik dan sifat termal substrat.
Kepadatan tinggi umumnya berarti kekuatan mekanik dan konduktivitas termal yang lebih baik.
Koefisien Ekspansi Termal: Mengacu pada peningkatan panjang atau volume substrat relatif terhadap panjang atau volume aslinya ketika suhu naik satu derajat Celsius.
Kesesuaian antara substrat dan lapisan epitaksi di bawah perubahan suhu mempengaruhi stabilitas termal perangkat.
Indeks Bias: Untuk aplikasi optik, indeks bias merupakan parameter kunci dalam desain perangkat optoelektronik.
Perbedaan indeks bias mempengaruhi kecepatan dan lintasan gelombang cahaya pada suatu material.
Konstanta Dielektrik: Mempengaruhi karakteristik kapasitansi perangkat.
Konstanta dielektrik yang lebih rendah membantu mengurangi kapasitansi parasit dan meningkatkan kinerja perangkat.
Konduktivitas Termal:
Penting untuk aplikasi berdaya tinggi dan suhu tinggi, yang memengaruhi efisiensi pendinginan perangkat.
Konduktivitas termal yang tinggi dari silikon karbida membuatnya cocok untuk perangkat elektronik berdaya tinggi karena dapat secara efektif menghantarkan panas dari perangkat.
Celah pita:
Mengacu pada perbedaan energi antara bagian atas pita valensi dan bagian bawah pita konduksi dalam bahan semikonduktor.
Material dengan celah lebar memerlukan energi lebih tinggi untuk merangsang transisi elektron, sehingga silikon karbida bekerja dengan baik di lingkungan bersuhu tinggi dan radiasi tinggi.
Medan Listrik Rusak:
Batas tegangan yang dapat ditahan oleh bahan semikonduktor.
Silikon karbida memiliki medan listrik tembus yang sangat tinggi, yang memungkinkannya menahan tegangan yang sangat tinggi tanpa rusak.
Kecepatan Melayang Saturasi:
Kecepatan rata-rata maksimum yang dapat dicapai pembawa setelah medan listrik tertentu diterapkan pada bahan semikonduktor.
Ketika kuat medan listrik meningkat sampai tingkat tertentu, kecepatan pembawa tidak lagi meningkat seiring dengan semakin meningkatnya medan listrik. Kecepatan saat ini disebut kecepatan penyimpangan saturasi. SiC memiliki kecepatan penyimpangan saturasi yang tinggi, yang bermanfaat untuk realisasi perangkat elektronik berkecepatan tinggi.
Parameter ini bersama-sama menentukan kinerja dan penerapanwafer SiCdalam berbagai aplikasi, terutama di lingkungan berdaya tinggi, frekuensi tinggi, dan suhu tinggi.
Waktu posting: 30 Juli 2024