SiC の重要なパラメータは何ですか?

炭化ケイ素（SiC）は、高出力および高周波電子デバイスで広く使用されている重要なワイドバンドギャップ半導体材料です。以下は、いくつかの重要なパラメータです。炭化ケイ素ウェーハおよびその詳細な説明:

格子パラメータ:
基板の格子定数が成長するエピタキシャル層と一致していることを確認して、欠陥と応力を軽減します。

たとえば、4H-SiC と 6H-SiC は格子定数が異なるため、エピタキシャル層の品質とデバイスの性能に影響を与えます。

スタッキングシーケンス:
SiCはマクロスケールではシリコン原子と炭素原子が1：1の比率で構成されていますが、原子層の並び順が異なるため、異なる結晶構造を形成します。

一般的な結晶形には、3C-SiC (立方晶構造)、4H-SiC (六方晶構造)、および 6H-SiC (六方晶構造) が含まれ、対応する積層順序は、ABC、ABCB、ABCACB などです。各結晶形は異なる電子構造を持っています。そのため、特定の用途では適切な結晶形を選択することが重要です。

モース硬度: 基材の硬度を決定し、加工の容易さと耐摩耗性に影響します。
炭化ケイ素は、通常 9 ～ 9.5 の非常に高いモース硬度を有しており、高い耐摩耗性が必要な用途に適した非常に硬い材料です。

密度: 基材の機械的強度と熱特性に影響します。
一般に、密度が高いことは、機械的強度と熱伝導率が優れていることを意味します。

熱膨張係数: 温度が 1 ℃上昇したときの、元の長さまたは体積に対する基材の長さまたは体積の増加を指します。
温度変化時の基板とエピタキシャル層間のフィット感は、デバイスの熱安定性に影響を与えます。

屈折率: 光学用途の場合、屈折率は光電子デバイスの設計における重要なパラメータです。
屈折率の違いは、材料内の光波の速度と経路に影響を与えます。

誘電率: デバイスの静電容量特性に影響します。
誘電率が低いほど寄生容量が減少し、デバイスの性能が向上します。

熱伝導率:
高出力および高温のアプリケーションにとって重要であり、デバイスの冷却効率に影響します。
炭化ケイ素は熱伝導率が高く、デバイスから効果的に熱を逃がすことができるため、高出力電子デバイスに最適です。

バンドギャップ:
半導体材料における価電子帯の上部と伝導帯の下部の間のエネルギー差を指します。
ワイドギャップ材料は電子遷移を刺激するためにより高いエネルギーを必要とするため、炭化ケイ素は高温および高放射線環境で良好に機能します。

破壊電界:
半導体材料が耐えられる限界電圧。
炭化ケイ素は非常に高い破壊電界を持っているため、破壊することなく非常に高い電圧に耐えることができます。

飽和ドリフト速度:
半導体材料内に特定の電界が印加された後にキャリアが到達できる最大平均速度。

電界強度がある程度まで増加すると、それ以上電界を強めてもキャリア速度は増加しなくなります。このときの速度を飽和ドリフト速度といいます。 SiCは飽和ドリフト速度が高く、高速電子デバイスの実現に有利です。

これらのパラメータによって、パフォーマンスと適用性が決まります。SiCウェーハさまざまな用途、特に高出力、高周波、高温環境での使用に適しています。