सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट को अर्ध-इन्सुलेटिंग प्रकार और प्रवाहकीय प्रकार में विभाजित किया गया है। वर्तमान में, अर्ध-इन्सुलेटेड सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट उत्पादों का मुख्यधारा विनिर्देश 4 इंच है। प्रवाहकीय सिलिकॉन कार्बाइड बाजार में, वर्तमान मुख्यधारा सब्सट्रेट उत्पाद विनिर्देश 6 इंच है।
रेडियो फ्रीक्वेंसी क्षेत्र में डाउनस्ट्रीम अनुप्रयोगों के कारण, अर्ध-इन्सुलेटेड SiC सबस्ट्रेट्स और एपिटैक्सियल सामग्री अमेरिकी वाणिज्य विभाग द्वारा निर्यात नियंत्रण के अधीन हैं। सबस्ट्रेट के रूप में अर्ध-इन्सुलेटेड SiC, GaN हेटेरोएपिटेक्सी के लिए पसंदीदा सामग्री है और माइक्रोवेव क्षेत्र में इसके अनुप्रयोग की महत्वपूर्ण संभावनाएँ हैं। नीलम के 14% और Si के 16.9% क्रिस्टल बेमेल की तुलना में, SiC और GaN सामग्रियों का क्रिस्टल बेमेल केवल 3.4% है। SiC की अति-उच्च तापीय चालकता के साथ, इसके द्वारा तैयार उच्च ऊर्जा दक्षता वाले LED और GaN उच्च आवृत्ति और उच्च शक्ति वाले माइक्रोवेव उपकरणों को रडार, उच्च शक्ति वाले माइक्रोवेव उपकरणों और 5G संचार प्रणालियों में अत्यधिक लाभ होता है।
अर्ध-इन्सुलेटेड SiC सब्सट्रेट का अनुसंधान और विकास हमेशा से SiC सिंगल क्रिस्टल सब्सट्रेट के अनुसंधान और विकास का केंद्र रहा है। अर्ध-इन्सुलेटेड SiC सामग्रियों को उगाने में दो मुख्य कठिनाइयाँ हैं:
1) ग्रेफाइट क्रूसिबल, थर्मल इन्सुलेशन सोखना और पाउडर में डोपिंग द्वारा पेश एन दाता अशुद्धियों को कम करना;
2) क्रिस्टल की गुणवत्ता और विद्युत गुणों को सुनिश्चित करते हुए, अवशिष्ट उथले स्तर की अशुद्धियों की विद्युत गतिविधि के साथ क्षतिपूर्ति करने के लिए एक गहरे स्तर का केंद्र स्थापित किया जाता है।
वर्तमान में, अर्ध-इन्सुलेटेड SiC उत्पादन क्षमता वाले निर्माता मुख्य रूप से SICC Co, Semisic Crystal Co, Tanke Blue Co, Hebei Synlight Crystal Co., Ltd. हैं।
प्रवाहकीय SiC क्रिस्टल बढ़ते वातावरण में नाइट्रोजन इंजेक्ट करके प्राप्त किया जाता है। प्रवाहकीय सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट का उपयोग मुख्य रूप से बिजली उपकरणों के निर्माण में किया जाता है। उच्च वोल्टेज, उच्च धारा, उच्च तापमान, उच्च आवृत्ति, कम हानि और अन्य अनूठे लाभों वाले सिलिकॉन कार्बाइड बिजली उपकरण, सिलिकॉन आधारित बिजली उपकरणों की ऊर्जा रूपांतरण दक्षता में व्यापक सुधार लाएंगे और कुशल ऊर्जा रूपांतरण के क्षेत्र में एक महत्वपूर्ण और दूरगामी प्रभाव डालेंगे। इसके मुख्य अनुप्रयोग क्षेत्र इलेक्ट्रिक वाहन/चार्जिंग पाइल्स, फोटोवोल्टिक नई ऊर्जा, रेल परिवहन, स्मार्ट ग्रिड आदि हैं। चूँकि प्रवाहकीय उत्पादों का प्रवाह मुख्य रूप से इलेक्ट्रिक वाहन, फोटोवोल्टिक और अन्य क्षेत्रों में बिजली उपकरणों से संबंधित है, इसलिए इनके अनुप्रयोग की संभावनाएँ व्यापक हैं और इनके निर्माता भी अधिक हैं।
सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल प्रकार: सर्वोत्तम 4H क्रिस्टलीय सिलिकॉन कार्बाइड की विशिष्ट संरचना को दो श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: एक है स्फेलेराइट संरचना का घनाकार सिलिकॉन कार्बाइड क्रिस्टल प्रकार, जिसे 3C-SiC या β-SiC कहते हैं, और दूसरा है वृहद् आवर्त संरचना की षट्कोणीय या हीरा संरचना, जो 6H-SiC, 4H-SiC, 15R-SiC आदि की विशिष्ट संरचना है, जिसे सामूहिक रूप से α-SiC कहते हैं। 3C-SiC का उपकरण निर्माण में उच्च प्रतिरोधकता का लाभ है। हालाँकि, Si और SiC जालक स्थिरांकों और तापीय प्रसार गुणांकों के बीच उच्च बेमेल के कारण 3C-SiC उपकला परत में बड़ी संख्या में दोष उत्पन्न हो सकते हैं। 4H-SiC में MOSFETs के निर्माण की बहुत अधिक संभावना है, क्योंकि इसकी क्रिस्टल वृद्धि और एपीटैक्सियल परत वृद्धि प्रक्रिया अधिक उत्कृष्ट है, और इलेक्ट्रॉन गतिशीलता के संदर्भ में, 4H-SiC, 3C-SiC और 6H-SiC से अधिक है, जो 4H-SiC MOSFETs के लिए बेहतर माइक्रोवेव विशेषताएं प्रदान करता है।
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पोस्ट करने का समय: जुलाई-16-2024