सिलिकॉन कार्बाइड 4H-SiC सेमी-इंसुलेटिंग इनगॉट (डमी ग्रेड) में 6
गुण
1. भौतिक और संरचनात्मक गुण
●सामग्री का प्रकार: सिलिकॉन कार्बाइड (SiC)
●पॉलीटाइप: 4H-SiC, षट्कोणीय क्रिस्टल संरचना
●व्यास: 6 इंच (150 मिमी)
●मोटाई: विन्यास योग्य (डमी ग्रेड के लिए आमतौर पर 5-15 मिमी)
●क्रिस्टल अभिविन्यास:
प्राथमिक: [0001] (सी-प्लेन)
अन्य विकल्प: अनुकूलित एपिटैक्सियल वृद्धि के लिए ऑफ-एक्सिस 4°
● प्राथमिक समतल अभिविन्यास: (10-10) ± 5°
●सेकेंडरी फ्लैट ओरिएंटेशन: प्राइमरी फ्लैट से 90° वामावर्त ± 5°
2. विद्युत गुणधर्म
● प्रतिरोधकता:
o अर्ध-अरोधक (>106^66 Ω·cm), परजीवी धारिता को कम करने के लिए आदर्श।
●डोपिंग का प्रकार:
अनजाने में डोपिंग हो जाने के कारण, इसमें उच्च विद्युत प्रतिरोधकता और विभिन्न परिचालन स्थितियों में स्थिरता पाई जाती है।
3. तापीय गुणधर्म
●थर्मल चालकता: 3.5-4.9 W/cm·K, जो उच्च-शक्ति प्रणालियों में प्रभावी ऊष्मा अपव्यय को सक्षम बनाती है।
●थर्मल विस्तार गुणांक: 4.2×10−64.2 \times 10^{-6}4.2×10−6/K, उच्च तापमान प्रसंस्करण के दौरान आयामी स्थिरता सुनिश्चित करता है।
4. प्रकाशीय गुणधर्म
●बैंडगैप: 3.26 eV का विस्तृत बैंडगैप, जो उच्च वोल्टेज और तापमान के तहत संचालन की अनुमति देता है।
●पारदर्शिता: पराबैंगनी और दृश्य तरंग दैर्ध्य के प्रति उच्च पारदर्शिता, जो ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक परीक्षण के लिए उपयोगी है।
5. यांत्रिक गुणधर्म
●कठोरता: मोह्स स्केल पर 9, हीरे के बाद दूसरे स्थान पर, जो प्रसंस्करण के दौरान स्थायित्व सुनिश्चित करता है।
●दोष घनत्व:
o न्यूनतम मैक्रो दोषों को नियंत्रित किया गया है, जिससे डमी-ग्रेड अनुप्रयोगों के लिए पर्याप्त गुणवत्ता सुनिश्चित होती है।
●समतलता: विचलन के साथ एकरूपता
| पैरामीटर | विवरण | इकाई |
| श्रेणी | डमी ग्रेड | |
| व्यास | 150.0 ± 0.5 | mm |
| वेफर अभिविन्यास | अक्ष पर: <0001> ± 0.5° | डिग्री |
| विद्युत प्रतिरोधकता | > 1E5 | Ω·सेमी |
| प्राथमिक समतल अभिविन्यास | {10-10} ± 5.0° | डिग्री |
| प्राथमिक समतल लंबाई | निशान | |
| दरारें (उच्च तीव्रता वाले प्रकाश से निरीक्षण) | रेडियल में < 3 मिमी | mm |
| हेक्सागोनल प्लेटें (उच्च-तीव्रता प्रकाश निरीक्षण) | संचयी क्षेत्रफल ≤ 5% | % |
| पॉलीटाइप क्षेत्र (उच्च-तीव्रता प्रकाश निरीक्षण) | संचयी क्षेत्रफल ≤ 10% | % |
| माइक्रोपाइप घनत्व | < 50 | सेमी−2^-2−2 |
| किनारे की चिपिंग | 3 की अनुमति है, प्रत्येक ≤ 3 मिमी | mm |
| टिप्पणी | 1 मिमी से कम मोटाई वाली वेफर स्लाइसिंग, जिसका 70% से अधिक भाग (दोनों सिरों को छोड़कर) उपरोक्त आवश्यकताओं को पूरा करता है। |
आवेदन
1. प्रोटोटाइपिंग और अनुसंधान
डमी-ग्रेड 6-इंच 4H-SiC पिंड प्रोटोटाइपिंग और अनुसंधान के लिए एक आदर्श सामग्री है, जो निर्माताओं और प्रयोगशालाओं को निम्नलिखित कार्य करने की अनुमति देता है:
● केमिकल वेपर डिपोजिशन (सीवीडी) या फिजिकल वेपर डिपोजिशन (पीवीडी) में परीक्षण प्रक्रिया मापदंडों का परीक्षण करें।
● एचिंग, पॉलिशिंग और वेफर स्लाइसिंग तकनीकों को विकसित और परिष्कृत करना।
●उत्पादन-योग्य सामग्री पर जाने से पहले नए उपकरण डिजाइनों का अन्वेषण करें।
2. उपकरण अंशांकन और परीक्षण
इसके अर्ध-अचालक गुणों के कारण यह पिंड निम्नलिखित कार्यों के लिए अमूल्य है:
●उच्च शक्ति और उच्च आवृत्ति वाले उपकरणों के विद्युत गुणों का मूल्यांकन और अंशांकन करना।
● परीक्षण वातावरण में MOSFET, IGBT या डायोड के लिए परिचालन स्थितियों का अनुकरण करना।
● प्रारंभिक चरण के विकास के दौरान उच्च शुद्धता वाले सब्सट्रेट के लिए एक लागत प्रभावी विकल्प के रूप में कार्य करना।
3. पावर इलेक्ट्रॉनिक्स
4H-SiC की उच्च तापीय चालकता और व्यापक बैंडगैप विशेषताएँ इसे पावर इलेक्ट्रॉनिक्स में कुशल संचालन के लिए सक्षम बनाती हैं, जिनमें शामिल हैं:
●उच्च वोल्टेज बिजली आपूर्ति।
●इलेक्ट्रिक वाहन (ईवी) इनवर्टर।
●नवीकरणीय ऊर्जा प्रणालियाँ, जैसे कि सौर इनवर्टर और पवन टर्बाइन।
4. रेडियो आवृत्ति (आरएफ) अनुप्रयोग
4H-SiC की कम परावैद्युत हानि और उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता इसे निम्नलिखित के लिए उपयुक्त बनाती है:
●संचार अवसंरचना में आरएफ एम्पलीफायर और ट्रांजिस्टर।
● अंतरिक्ष और रक्षा अनुप्रयोगों के लिए उच्च आवृत्ति रडार प्रणाली।
● उभरती हुई 5G प्रौद्योगिकियों के लिए वायरलेस नेटवर्क घटक।
5. विकिरण-प्रतिरोधी उपकरण
विकिरण-प्रेरित दोषों के प्रति अपनी अंतर्निहित प्रतिरोधकता के कारण, अर्ध-अचालक 4H-SiC निम्नलिखित के लिए आदर्श है:
● अंतरिक्ष अन्वेषण उपकरण, जिनमें उपग्रह इलेक्ट्रॉनिक्स और विद्युत प्रणालियाँ शामिल हैं।
● परमाणु निगरानी और नियंत्रण के लिए विकिरण प्रतिरोधी इलेक्ट्रॉनिक्स।
● रक्षा अनुप्रयोगों के लिए चरम वातावरण में मजबूती की आवश्यकता होती है।
6. ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स
4H-SiC की ऑप्टिकल पारदर्शिता और व्यापक बैंडगैप इसे निम्नलिखित क्षेत्रों में उपयोग करने में सक्षम बनाते हैं:
● यूवी फोटोडिटेक्टर और उच्च-शक्ति वाले एलईडी।
● ऑप्टिकल कोटिंग्स और सतह उपचारों का परीक्षण करना।
● उन्नत सेंसरों के लिए ऑप्टिकल घटकों का प्रोटोटाइप तैयार करना।
डमी-ग्रेड सामग्री के लाभ
लागत क्षमता:
डमी ग्रेड, अनुसंधान या उत्पादन-ग्रेड सामग्रियों का एक अधिक किफायती विकल्प है, जो इसे नियमित परीक्षण और प्रक्रिया परिष्करण के लिए आदर्श बनाता है।
अनुकूलन क्षमता:
विन्यास योग्य आयाम और क्रिस्टल अभिविन्यास अनुप्रयोगों की एक विस्तृत श्रृंखला के साथ अनुकूलता सुनिश्चित करते हैं।
स्केलेबिलिटी:
इसका 6 इंच का व्यास उद्योग मानकों के अनुरूप है, जिससे उत्पादन-स्तर की प्रक्रियाओं में इसे आसानी से अनुकूलित किया जा सकता है।
मजबूती:
उच्च यांत्रिक शक्ति और ऊष्मीय स्थिरता के कारण यह पिंड विभिन्न प्रायोगिक परिस्थितियों में टिकाऊ और विश्वसनीय बना रहता है।
बहुमुखी प्रतिभा:
ऊर्जा प्रणालियों से लेकर संचार और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स तक, कई उद्योगों के लिए उपयुक्त।
निष्कर्ष
6 इंच सिलिकॉन कार्बाइड (4H-SiC) का अर्ध-अचालक पिंड (डमी ग्रेड) अत्याधुनिक प्रौद्योगिकी क्षेत्रों में अनुसंधान, प्रोटोटाइपिंग और परीक्षण के लिए एक विश्वसनीय और बहुमुखी मंच प्रदान करता है। इसके असाधारण ऊष्मीय, विद्युत और यांत्रिक गुण, किफायती कीमत और अनुकूलन क्षमता के साथ मिलकर इसे शिक्षा जगत और उद्योग दोनों के लिए एक अनिवार्य सामग्री बनाते हैं। पावर इलेक्ट्रॉनिक्स से लेकर आरएफ सिस्टम और विकिरण-प्रतिरोधी उपकरणों तक, यह पिंड विकास के हर चरण में नवाचार का समर्थन करता है।
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