ស៊ីលីកុនកាបៃ (SiC) លែងគ្រាន់តែជាស៊ីមីកុងដុកទ័រពិសេសទៀតហើយ។ លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី និងកម្ដៅពិសេសរបស់វាធ្វើឱ្យវាមិនអាចខ្វះបានសម្រាប់អេឡិចត្រូនិចថាមពលជំនាន់ក្រោយ ឧបករណ៍បម្លែង EV ឧបករណ៍ RF និងកម្មវិធីប្រេកង់ខ្ពស់។ ក្នុងចំណោមពហុប្រភេទ SiC4H-SiCនិង6H-SiCគ្របដណ្ដប់លើទីផ្សារ — ប៉ុន្តែការជ្រើសរើសមួយណាដែលត្រឹមត្រូវតម្រូវឱ្យមានច្រើនជាង "មួយណាដែលថោកជាង"។
អត្ថបទនេះផ្តល់នូវការប្រៀបធៀបពហុវិមាត្រនៃ4H-SiCនិងស្រទាប់ខាងក្រោម 6H-SiC ដែលគ្របដណ្តប់លើរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ អគ្គិសនី កម្ដៅ លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច និងកម្មវិធីធម្មតា។
១. រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ និងលំដាប់នៃការដាក់ជង់
SiC គឺជាវត្ថុធាតុពហុរូបភាព មានន័យថាវាអាចមាននៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ច្រើនដែលហៅថា ពហុប្រភេទ។ លំដាប់នៃការដាក់ជង់នៃស្រទាប់ Si-C តាមបណ្តោយអ័ក្ស c កំណត់ពហុប្រភេទទាំងនេះ៖
-
4H-SiC៖ លំដាប់ជង់បួនស្រទាប់ → ស៊ីមេទ្រីខ្ពស់ជាងតាមអ័ក្ស c។
-
6H-SiC៖ លំដាប់ដាក់ជង់ប្រាំមួយស្រទាប់ → ស៊ីមេទ្រីទាបជាងបន្តិច រចនាសម្ព័ន្ធក្រុមខុសគ្នា។
ភាពខុសគ្នានេះប៉ះពាល់ដល់ការចល័តរបស់ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន bandgap និងឥរិយាបថកម្ដៅ។
| លក្ខណៈពិសេស | 4H-SiC | 6H-SiC | កំណត់ចំណាំ |
|---|---|---|---|
| ការដាក់ស្រទាប់ជាស្រទាប់ៗ | អេប៊ីស៊ីប៊ី | ABCACB | កំណត់រចនាសម្ព័ន្ធក្រុមតន្រ្តី និងឌីណាមិករបស់ឧបករណ៍ផ្ទុក |
| ស៊ីមេទ្រីគ្រីស្តាល់ | រាងឆកោន (ឯកសណ្ឋានជាង) | រាងឆកោន (វែងបន្តិច) | ប៉ះពាល់ដល់ការឆ្លាក់ ការលូតលាស់ epitaxial |
| ទំហំ wafer ធម្មតា | ២–៨ អ៊ីញ | ២–៨ អ៊ីញ | ភាពអាចរកបានកើនឡើងសម្រាប់ 4H ចាស់ទុំសម្រាប់ 6H |
២. លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី
ភាពខុសគ្នាសំខាន់បំផុតគឺស្ថិតនៅក្នុងដំណើរការអគ្គិសនី។ សម្រាប់ឧបករណ៍ថាមពល និងប្រេកង់ខ្ពស់ការចល័តអេឡិចត្រុង គម្លាតកម្រិតបញ្ជូន និងភាពធន់គឺជាកត្តាសំខាន់ៗ។
| អចលនទ្រព្យ | 4H-SiC | 6H-SiC | ផលប៉ះពាល់លើឧបករណ៍ |
|---|---|---|---|
| ចន្លោះប្រេកង់ | ៣.២៦ អ៊ីវ៉ុល | ៣.០២ អ៊ីវ៉ុល | គម្លាតប្រេកង់កាន់តែធំនៅក្នុង 4H-SiC អនុញ្ញាតឱ្យវ៉ុលបំបែកខ្ពស់ជាងមុន និងចរន្តលេចធ្លាយទាបជាងមុន |
| ចល័តភាពអេឡិចត្រុង | ~១០០០ សង់ទីម៉ែត្រការ៉េ/វី·វិនាទី | ~៤៥០ សង់ទីម៉ែត្រការ៉េ/វី·វិនាទី | ការប្តូរលឿនជាងមុនសម្រាប់ឧបករណ៍វ៉ុលខ្ពស់ក្នុង 4H-SiC |
| ការចល័តរន្ធ | ~៨០ សង់ទីម៉ែត្រការ៉េ/វី·វិនាទី | ~៩០ សង់ទីម៉ែត្រការ៉េ/វី·វិនាទី | មិនសូវសំខាន់សម្រាប់ឧបករណ៍ថាមពលភាគច្រើនទេ |
| ភាពធន់ | 10³–10⁶ Ω·សង់ទីម៉ែត្រ (ពាក់កណ្ដាលអ៊ីសូឡង់) | 10³–10⁶ Ω·សង់ទីម៉ែត្រ (ពាក់កណ្ដាលអ៊ីសូឡង់) | សំខាន់សម្រាប់ RF និងឯកសណ្ឋាននៃការលូតលាស់ epitaxial |
| ថេរឌីអេឡិចត្រិច | ~១០ | ~៩.៧ | ខ្ពស់ជាងបន្តិចនៅក្នុង 4H-SiC ប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាពឧបករណ៍ |
ចំណុចសំខាន់ៗដែលត្រូវពិចារណា៖សម្រាប់ MOSFETs ថាមពល ឌីយ៉ូត Schottky និងការប្តូរល្បឿនលឿន 4H-SiC ត្រូវបានគេពេញចិត្ត។ 6H-SiC គឺគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ឧបករណ៍ថាមពលទាប ឬឧបករណ៍ RF។
៣. លក្ខណៈសម្បត្តិកម្ដៅ
ការរលាយកំដៅគឺមានសារៈសំខាន់ណាស់សម្រាប់ឧបករណ៍ដែលមានថាមពលខ្ពស់។ ជាទូទៅ 4H-SiC មានដំណើរការល្អជាងដោយសារតែចរន្តកំដៅរបស់វា។
| អចលនទ្រព្យ | 4H-SiC | 6H-SiC | ផលប៉ះពាល់ |
|---|---|---|---|
| ចរន្តកំដៅ | ~៣.៧ វ៉ាត់/សង់ទីម៉ែត្រ·គីឡូវ៉ាត់ | ~៣.០ វ៉ាត់/សង់ទីម៉ែត្រ·គីឡូវ៉ាត់ | 4H-SiC រលាយកំដៅលឿនជាងមុន ដោយកាត់បន្ថយភាពតានតឹងកម្ដៅ |
| មេគុណនៃការពង្រីកកម្ដៅ (CTE) | ៤.២ ×១០⁻⁶ /K | ៤.១ ×១០⁻⁶ /K | ការផ្គូផ្គងជាមួយស្រទាប់ epitaxial គឺមានសារៈសំខាន់ណាស់ដើម្បីការពារការរួញនៃ wafer |
| សីតុណ្ហភាពប្រតិបត្តិការអតិបរមា | ៦០០–៦៥០ អង្សាសេ | ៦០០អង្សាសេ | ទាំងពីរខ្ពស់ 4H ល្អជាងបន្តិចសម្រាប់ប្រតិបត្តិការថាមពលខ្ពស់យូរ |
៤. លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច
ស្ថេរភាពមេកានិចប៉ះពាល់ដល់ការដោះស្រាយបន្ទះសៀគ្វី ការកាត់ជាដុំៗ និងភាពជឿជាក់រយៈពេលវែង។
| អចលនទ្រព្យ | 4H-SiC | 6H-SiC | កំណត់ចំណាំ |
|---|---|---|---|
| ភាពរឹង (ម៉ូស) | 9 | 9 | ទាំងពីរសុទ្ធតែរឹងមាំខ្លាំង ទីពីរបន្ទាប់ពីពេជ្រ |
| ភាពរឹងមាំនៃការបាក់ឆ្អឹង | ~២.៥–៣ MPa·m½ | ~២.៥ MPa·m½ | ស្រដៀងគ្នា ប៉ុន្តែ 4H ឯកសណ្ឋានជាងបន្តិច |
| កម្រាស់បន្ទះ | ៣០០–៨០០ មីក្រូម៉ែត្រ | ៣០០–៨០០ មីក្រូម៉ែត្រ | បន្ទះស្តើងជាងមុនកាត់បន្ថយភាពធន់នឹងកម្ដៅ ប៉ុន្តែបង្កើនហានិភ័យនៃការដោះស្រាយ |
៥. កម្មវិធីធម្មតា
ការយល់ដឹងពីកន្លែងដែលប៉ូលីតាបនីមួយៗពូកែជួយក្នុងការជ្រើសរើសស្រទាប់ខាងក្រោម។
| ប្រភេទកម្មវិធី | 4H-SiC | 6H-SiC |
|---|---|---|
| MOSFETs វ៉ុលខ្ពស់ | ✔ | ✖ |
| ឌីយ៉ូត Schottky | ✔ | ✖ |
| ឧបករណ៍បម្លែងអគ្គិសនីរថយន្ត | ✔ | ✖ |
| ឧបករណ៍ RF / មីក្រូវ៉េវ | ✖ | ✔ |
| អំពូល LED និងអុបតូអេឡិចត្រូនិច | ✖ | ✔ |
| ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចវ៉ុលខ្ពស់ថាមពលទាប | ✖ | ✔ |
ច្បាប់សាមញ្ញ៖
-
4H-SiC= ថាមពល, ល្បឿន, ប្រសិទ្ធភាព
-
6H-SiC= RF, ថាមពលទាប, ខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ចាស់ទុំ
៦. ភាពអាចរកបាន និងតម្លៃ
-
4H-SiC៖ ធ្លាប់តែពិបាកដាំដុះ ឥឡូវនេះមានកាន់តែច្រើនឡើងៗ។ តម្លៃខ្ពស់ជាងបន្តិច ប៉ុន្តែសមរម្យសម្រាប់កម្មវិធីដែលមានដំណើរការខ្ពស់។
-
6H-SiCការផ្គត់ផ្គង់ចាស់ទុំ ជាទូទៅតម្លៃទាបជាង ប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយសម្រាប់ RF និងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចដែលមានថាមពលទាប។
ការជ្រើសរើសស្រទាប់ខាងក្រោមត្រឹមត្រូវ
-
ឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចថាមពលវ៉ុលខ្ពស់ និងល្បឿនលឿន៖4H-SiC គឺចាំបាច់។
-
ឧបករណ៍ RF ឬ LEDs៖6H-SiC ជារឿយៗគ្រប់គ្រាន់។
-
កម្មវិធីដែលងាយប្រតិកម្មនឹងកម្ដៅ៖4H-SiC ផ្តល់នូវការរលាយកំដៅបានល្អជាង។
-
ការពិចារណាលើថវិកា ឬការផ្គត់ផ្គង់៖6H-SiC អាចកាត់បន្ថយថ្លៃដើមដោយមិនធ្វើឱ្យប៉ះពាល់ដល់តម្រូវការឧបករណ៍។
គំនិតចុងក្រោយ
ទោះបីជា 4H-SiC និង 6H-SiC អាចមើលទៅស្រដៀងនឹងភ្នែកដែលមិនបានហ្វឹកហាត់ក៏ដោយ ភាពខុសគ្នារបស់វាគ្របដណ្តប់លើរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ ចលនាអេឡិចត្រុង ចរន្តកំដៅ និងភាពសមស្របនៃការអនុវត្ត។ ការជ្រើសរើសប្រភេទប៉ូលីធីបត្រឹមត្រូវនៅដើមគម្រោងរបស់អ្នកធានានូវដំណើរការល្អបំផុត ការងារឡើងវិញត្រូវបានកាត់បន្ថយ និងឧបករណ៍ដែលអាចទុកចិត្តបាន។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ខែមករា-០៤-២០២៦