كرېمنىي كاربىدى (SiC) ئەمدى پەقەت بىر خىل يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئەمەس. ئۇنىڭ ئالاھىدە ئېلېكتر ۋە ئىسسىقلىق خۇسۇسىيىتى ئۇنى كېيىنكى ئەۋلاد ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى، ئېلېكترونلۇق ...4H-SiCۋە6H-SiCبازارنى ئىگىلىۋېلىش، ئەمما توغرا تاللاش پەقەت «قايسىسى ئەرزان» دېگەندىن باشقا نەرسىلەرنى تەلەپ قىلىدۇ.
بۇ ماقالە كۆپ ئۆلچەملىك سېلىشتۇرۇش بىلەن تەمىنلەيدۇ4H-SiCۋە 6H-SiC ئاساسىي قەۋەتلىرى، كىرىستال قۇرۇلمىسى، ئېلېكتر، ئىسسىقلىق، مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلەر ۋە ئادەتتىكى قوللىنىشچانلىقلارنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ.
1. كىرىستال قۇرۇلمىسى ۋە قاتلاش تەرتىپى
SiC كۆپ شەكىللىك ماتېرىيال بولۇپ، كۆپ خىل كىرىستال قۇرۇلمىلاردا مەۋجۇت بولالايدۇ. c ئوقى بويىچە Si-C قوش قەۋەتلىرىنىڭ يىغىلىش تەرتىپى بۇ كۆپ شەكىللىك تىپلارنى بەلگىلەيدۇ:
-
4H-SiCتۆت قەۋەتلىك قاتلاش تەرتىپى → c ئوقى بويىچە يۇقىرى سىممېترىيە.
-
6H-SiCئالتە قەۋەتلىك قاتلاملىق تەرتىپ → سىممېترىيەسى سەل تۆۋەن، بەلباغ قۇرۇلمىسى ئوخشىمايدۇ.
بۇ پەرق توشۇغۇچىنىڭ ھەرىكەتچانلىقى، بەلۋاغ بوشلۇقى ۋە ئىسسىقلىق خۇسۇسىيىتىگە تەسىر كۆرسىتىدۇ.
| ئالاھىدىلىك | 4H-SiC | 6H-SiC | ئىزاھاتلار |
|---|---|---|---|
| قەۋەتلەرنى يىغىش | ABCB | ABCACB | بەلباغ قۇرۇلمىسى ۋە توشۇغۇچى دىنامىكىسىنى بەلگىلەيدۇ |
| كىرىستال سىممېترىيەسى | ئالتە تەرەپلىك (تېخىمۇ بىردەك) | ئالتە تەرەپلىك (بىر ئاز ئۇزۇنراق) | ئويۇش، ئېپىتاكسىيال ئۆسۈشكە تەسىر كۆرسىتىدۇ |
| ئادەتتىكى ۋافلى چوڭلۇقى | 2–8 دىيۇم | 2–8 دىيۇم | ئىشلىتىش ۋاقتى 4 سائەت، پىشىپ يېتىلىش ۋاقتى 6 سائەت ئاشىدۇ |
2. ئېلېكتر خۇسۇسىيىتى
ئەڭ مۇھىم پەرق ئېلېكتر ئىقتىدارىدا. توك ۋە يۇقىرى چاستوتىلىق ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن،ئېلېكتروننىڭ ھەرىكەتچانلىقى، بەلۋاغ بوشلۇقى ۋە قارشىلىقمۇھىم ئامىللار ھېسابلىنىدۇ.
| مۈلۈك | 4H-SiC | 6H-SiC | ئۈسكۈنىگە تەسىرى |
|---|---|---|---|
| بەلۋاغ ئارىلىقى | 3.26 eV | 3.02 eV | 4H-SiC دىكى كەڭ بەلۋاغ بوشلۇقى يۇقىرى بۇزۇلۇش توك بېسىمى ۋە تۆۋەن ئېقىش توكىغا يول قويىدۇ. |
| ئېلېكترون ھەرىكەتچانلىقى | ~1000 cm²/V·s | ~450 cm²/V·s | 4H-SiC دىكى يۇقىرى ۋولتلۇق ئۈسكۈنىلەرنى تېز ئالماشتۇرۇش |
| تۆشۈكنىڭ ھەرىكەتچانلىقى | ~80 cm²/V·s | ~90 cm²/V·s | كۆپىنچە ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى ئۈچۈن ئانچە مۇھىم ئەمەس |
| قارشىلىق | 10³–10⁶ Ω·cm (يېرىم ئىزولياتسىيەلىك) | 10³–10⁶ Ω·cm (يېرىم ئىزولياتسىيەلىك) | RF ۋە ئېپىتاكسىيال ئۆسۈشنىڭ بىردەكلىكى ئۈچۈن مۇھىم |
| دىئېلېكتىر تۇراقلىقى | ~10 | ~9.7 | 4H-SiC دا سەل يۇقىرى بولسا، ئۈسكۈنە سىغىمىغا تەسىر كۆرسىتىدۇ |
مۇھىم نۇقتىلار:قۇۋۋەتلىك MOSFET، Schottky دىئود ۋە يۇقىرى سۈرئەتلىك ئالماشتۇرۇش ئۈچۈن، 4H-SiC ئەڭ ياخشىسى. 6H-SiC تۆۋەن قۇۋۋەتلىك ياكى RF ئۈسكۈنىلىرى ئۈچۈن يېتەرلىك.
3. ئىسسىقلىق خۇسۇسىيىتى
ئىسسىقلىق تارقىتىش يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئۈسكۈنىلەر ئۈچۈن ئىنتايىن مۇھىم. 4H-SiC ئادەتتە ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى سەۋەبىدىن تېخىمۇ ياخشى ئىشلەيدۇ.
| مۈلۈك | 4H-SiC | 6H-SiC | ئاقىۋەتلىرى |
|---|---|---|---|
| ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى | ~3.7 W/cm·K | ~3.0 W/cm·K | 4H-SiC ئىسسىقلىقنى تېز تارقىتىپ، ئىسسىقلىق بېسىمىنى تۆۋەنلىتىدۇ |
| ئىسسىقلىق كېڭىيىش كوئېففىتسېنتى (CTE) | 4.2 ×10⁻⁶ /K | 4.1 ×10⁻⁶ /K | ۋافتانىڭ بۇرمىلىنىشىنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن ئېپىتاكسىيال قەۋەتلەر بىلەن ماسلاشتۇرۇش ئىنتايىن مۇھىم. |
| ئەڭ يۇقىرى ئىشلىتىش تېمپېراتۇرىسى | 600–650 سېلسىيە گرادۇس | 600 سېلسىيە گرادۇس | ھەر ئىككىسى يۇقىرى، ئۇزۇن مۇددەت يۇقىرى قۇۋۋەتلىك ئىشلىتىش ئۈچۈن 4 سائەت سەل ياخشىراق |
4. مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەتلەر
مېخانىكىلىق مۇقىملىق ۋافلىنىڭ بىر تەرەپ قىلىنىشى، توغراش ۋە ئۇزۇن مۇددەتلىك ئىشەنچلىكلىكىگە تەسىر كۆرسىتىدۇ.
| مۈلۈك | 4H-SiC | 6H-SiC | ئىزاھاتلار |
|---|---|---|---|
| قاتتىقلىق (موھس) | 9 | 9 | ئىككىسى ئىنتايىن قاتتىق، ئالماستىن قالسىلا ئىككىنچى ئورۇندا تۇرىدۇ |
| سۇنۇش چىدامچانلىقى | ~2.5–3 MPa·m½ | ~2.5 MPa·m½ | ئوخشاش، ئەمما 4H سەل بىردەكرەك |
| ۋافرا قېلىنلىقى | 300–800 µm | 300–800 µm | نېپىز ۋاپچىلار ئىسسىقلىققا قارشى تۇرۇش كۈچىنى تۆۋەنلىتىدۇ، ئەمما بىر تەرەپ قىلىش خەۋپىنى ئاشۇرىدۇ |
5. ئادەتتىكى قوللىنىشلار
ھەر بىر كۆپ تىپنىڭ قايسى جەھەتلەردە ئەۋزەل ئىكەنلىكىنى چۈشىنىش ئاساسنى تاللاشقا ياردەم بېرىدۇ.
| قوللىنىشچان پروگرامما تۈرى | 4H-SiC | 6H-SiC |
|---|---|---|
| يۇقىرى ۋولتلۇق MOSFETلار | ✔ | ✖ |
| شوتكىي دىئودلىرى | ✔ | ✖ |
| ئېلېكترلىك ماشىنا ئىنۋېرتېرلىرى | ✔ | ✖ |
| رادىئو چاستوتا ئۈسكۈنىلىرى / مىكرو دولقۇنلۇق | ✖ | ✔ |
| LED ۋە ئوپتوئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر | ✖ | ✔ |
| تۆۋەن قۇۋۋەتلىك يۇقىرى ۋولتلۇق ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى | ✖ | ✔ |
باش بارماق قائىدىسى:
-
4H-SiC= كۈچ، سۈرئەت، ئۈنۈم
-
6H-SiC= رادىئو چاستوتا، تۆۋەن قۇۋۋەتلىك، پىشىپ يېتىلگەن تەمىنلەش زەنجىرى
6. بار-يوقلۇقى ۋە باھاسى
-
4H-SiC: تارىختىن بۇيان ئۆستۈرۈش تەس، ھازىر بارغانسېرى كۆپىيىۋاتىدۇ. باھاسى سەل يۇقىرى، ئەمما يۇقىرى ئىقتىدارلىق قوللىنىشچان پروگراممىلار ئۈچۈن مۇۋاپىق.
-
6H-SiCپىشىپ يېتىلگەن تەمىنات، ئادەتتە تۆۋەن باھالىق، رادىئو چاستوتا ۋە تۆۋەن قۇۋۋەتلىك ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرىدا كەڭ قوللىنىلىدۇ.
توغرا سۇبستراتنى تاللاش
-
يۇقىرى ۋولتلۇق، يۇقىرى سۈرئەتلىك ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر:4H-SiC ئىنتايىن مۇھىم.
-
رادىئو چاستوتا ئۈسكۈنىلىرى ياكى LED چىراغلار:6H-SiC كۆپىنچە ۋاقىتتا يېتەرلىك بولىدۇ.
-
ئىسسىقلىققا سەزگۈر قوللىنىشچان پروگراممىلار:4H-SiC ئىسسىقلىق تارقىتىشنى ياخشىلايدۇ.
-
خامچوت ياكى تەمىنلەش جەھەتتىكى ئامىللار:6H-SiC ئۈسكۈنە تەلىپىگە تەسىر كۆرسەتمەي تۇرۇپ چىقىمنى تۆۋەنلىتىشى مۇمكىن.
ئاخىرقى ئوي-پىكىرلەر
4H-SiC ۋە 6H-SiC تەربىيەلەنمىگەن كۆزگە ئوخشىشىپ كېتىشى مۇمكىن، ئەمما ئۇلارنىڭ پەرقى كىرىستال قۇرۇلمىسى، ئېلېكتروننىڭ ھەرىكەتچانلىقى، ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە قوللىنىشقا ماس كېلىش قاتارلىق جەھەتلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ. تۈرىڭىزنىڭ بېشىدا توغرا كۆپ تىپنى تاللاش ئەڭ ياخشى ئىقتىدارنى، قايتا ئىشلەشنى ئازايتىشنى ۋە ئۈسكۈنىلەرنىڭ ئىشەنچلىكلىكىنى كاپالەتلەندۈرىدۇ.
ئېلان قىلىنغان ۋاقىت: 2026-يىلى 1-ئاينىڭ 4-كۈنى