10×10mm सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) सब्सट्रेट चिप्स का व्यापक अवलोकन

10×10mm सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) सब्सट्रेट चिप एक उन्नत सिंगल-क्रिस्टल सेमीकंडक्टर बेस सामग्री है, जिसे आधुनिक पावर इलेक्ट्रॉनिक्स और ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक उपकरणों की मांग आवश्यकताओं का समर्थन करने के लिए इंजीनियर किया गया है। अपनी असाधारण गर्मी अपव्यय क्षमता, विस्तृत इलेक्ट्रॉनिक बैंडगैप और उत्कृष्ट रासायनिक मजबूती के लिए जाना जाता है, SiC सब्सट्रेट उच्च तापमान, उच्च वोल्टेज और उच्च स्विचिंग आवृत्ति वातावरण जैसे चरम स्थितियों में घटकों के विश्वसनीय संचालन को सक्षम बनाता है। ये वर्ग SiC चिप्स, सटीक रूप से 10×10mm में कटे हुए, अनुसंधान एवं विकास प्रयोगशालाओं, प्रोटोटाइप विकास और विशेष उपकरण निर्माण में व्यापक रूप से उपयोग किए जाते हैं।

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) सब्सट्रेट चिप्स की निर्माण प्रक्रिया

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) सब्सट्रेट का उत्पादन आमतौर पर फिजिकल वेपर ट्रांसपोर्ट (PVT) या उदात्तीकरण क्रिस्टल वृद्धि तकनीकों का उपयोग करता है:

1. कच्चे माल की तैयारी: अल्ट्रा-शुद्ध SiC पाउडर को एक उच्च-घनत्व वाले ग्रेफाइट क्रूसिबल के अंदर रखा जाता है।

2. क्रिस्टल वृद्धि: एक कसकर नियंत्रित वातावरण और तापमान पर 2,000°C से अधिक, सामग्री उदात्तीकरण करती है और एक बीज क्रिस्टल पर पुनर्संघनन करती है, जिससे कम से कम दोषों के साथ एक बड़ा सिंगल-क्रिस्टल SiC बाउल बनता है।

3. इंगोट स्लाइसिंग: डायमंड वायर आरी थोक इंगोट को पतले वेफर्स या छोटे चिप्स में काटती है।

4. लैपिंग और ग्राइंडिंग: सतह समतलीकरण स्लाइसिंग के निशान को खत्म करता है और समान मोटाई सुनिश्चित करता है।

5. रासायनिक यांत्रिक पॉलिशिंग (CMP): एपिटैक्सियल परत जमाव के लिए उपयुक्त एक दर्पण-चिकनी सतह का उत्पादन करता है।

6. वैकल्पिक डोपिंग: विद्युत विशेषताओं को समायोजित करने के लिए नाइट्रोजन (एन-प्रकार) या एल्यूमीनियम/बोरॉन (पी-प्रकार) का परिचय।

7. गुणवत्ता आश्वासन: कठोर सपाटता, दोष घनत्व और मोटाई एकरूपता जांच सेमीकंडक्टर मानकों के अनुपालन की गारंटी देती है।

सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) की भौतिक विशेषताएं

सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट मुख्य रूप से 4H-SiC और 6H-SiC क्रिस्टल संरचनाओं में निर्मित होते हैं:

• 4H-SiC: उच्च इलेक्ट्रॉन गतिशीलता और MOSFETs और Schottky बैरियर डायोड जैसे उच्च-वोल्टेज पावर इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए बेहतर प्रदर्शन प्रदर्शित करता है।

• 6H-SiC: आरएफ और माइक्रोवेव अनुप्रयोगों के लिए अनुकूलित गुण प्रदान करता है।

मुख्य भौतिक लाभों में शामिल हैं:

• विस्तृत बैंडगैप: ~3.2–3.3 eV, पावर स्विचिंग उपकरणों में उच्च ब्रेकडाउन वोल्टेज और दक्षता सुनिश्चित करता है।

• थर्मल चालकता: 3.0–4.9 W/cm·K, उत्कृष्ट गर्मी अपव्यय प्रदान करता है।

• यांत्रिक शक्ति: ~9.2 मोह्स की कठोरता, प्रसंस्करण के दौरान यांत्रिक पहनने का प्रतिरोध प्रदान करती है।

10×10mm सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट चिप्स के अनुप्रयोग

• पावर इलेक्ट्रॉनिक्स: EV पावरट्रेन, ऊर्जा भंडारण और नवीकरणीय ऊर्जा कन्वर्टर्स में उच्च-दक्षता वाले MOSFETs, IGBTs और Schottky डायोड के लिए मुख्य सामग्री।

• उच्च-आवृत्ति और आरएफ डिवाइस: रडार सिस्टम, उपग्रह संचार और 5G बेस स्टेशनों के लिए आवश्यक।

• ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक्स: बेहतर यूवी पारदर्शिता के कारण पराबैंगनी एलईडी, लेजर डायोड और फोटोडेटेक्टर के लिए उपयुक्त।

• एयरोस्पेस और रक्षा: विकिरण-गहन और उच्च तापमान की स्थिति में इलेक्ट्रॉनिक्स के संचालन को सक्षम बनाता है।

• शैक्षणिक और औद्योगिक अनुसंधान: नई सामग्री लक्षण वर्णन, प्रोटोटाइप उपकरणों और प्रक्रिया विकास के लिए बिल्कुल सही।

तकनीकी विनिर्देश

अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न - सिलिकॉन कार्बाइड (SiC) सब्सट्रेट चिप्स

Q1: पारंपरिक सिलिकॉन पर SiC सब्सट्रेट क्यों चुनें?
SiC उच्च ब्रेकडाउन शक्ति, बेहतर थर्मल प्रदर्शन और काफी कम स्विचिंग नुकसान प्रदान करता है, जिससे डिवाइस सिलिकॉन पर बने लोगों की तुलना में अधिक दक्षता और विश्वसनीयता प्राप्त कर सकते हैं।

Q2: क्या इन सब्सट्रेट को एपिटैक्सियल परतों के साथ प्रदान किया जा सकता है?
हाँ, उच्च-शक्ति, आरएफ, या ऑप्टोइलेक्ट्रॉनिक डिवाइस आवश्यकताओं के लिए एपि-रेडी और कस्टम एपिटैक्सी विकल्प उपलब्ध हैं।

Q3: क्या आप अनुकूलित आयाम या डोपिंग प्रदान करते हैं?
बिल्कुल। विशिष्ट अनुप्रयोग आवश्यकताओं को पूरा करने के लिए कस्टम आकार, डोपिंग प्रोफाइल और सतह उपचार उपलब्ध हैं।

Q4: चरम परिचालन स्थितियों में SiC सब्सट्रेट कैसे प्रदर्शन करते हैं?
वे 600°C से अधिक तापमान और विकिरण-प्रवण वातावरण में संरचनात्मक अखंडता और विद्युत स्थिरता बनाए रखते हैं, जिससे वे एयरोस्पेस, रक्षा और उच्च-शक्ति औद्योगिक क्षेत्रों में अपरिहार्य हो जाते हैं।