သတင်း - 4H-SiC နှင့် 6H-SiC အကြား ကွာခြားချက်- သင့်ပရောဂျက်တွင် မည်သည့်အလွှာ လိုအပ်သနည်း။

ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC) သည် သီးသန့်တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းတစ်ခုမျှသာ မဟုတ်တော့ပါ။ ၎င်း၏ထူးခြားသော လျှပ်စစ်နှင့် အပူဂုဏ်သတ္တိများသည် နောက်မျိုးဆက် ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ၊ EV အင်ဗာတာများ၊ RF စက်ပစ္စည်းများနှင့် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းအသုံးချမှုများအတွက် မရှိမဖြစ်လိုအပ်စေသည်။ SiC polytypes များထဲတွင်၊၄H-SiCနှင့်၆H-SiCဈေးကွက်ကို လွှမ်းမိုးထားနိုင်သော်လည်း၊ မှန်ကန်သောတစ်ခုကို ရွေးချယ်ရန်မှာ “ဘယ်ဟာက ပိုစျေးသက်သာလဲ” ဟူသော ඒ වෙනුවට ပိုမိုလိုအပ်ပါသည်။

ဒီဆောင်းပါးက ဘက်ပေါင်းစုံက နှိုင်းယှဉ်ချက်တွေကို ပေးစွမ်းပါတယ်၄H-SiCနှင့် 6H-SiC အောက်ခံများဖြစ်ပြီး ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံ၊ လျှပ်စစ်၊ အပူ၊ စက်မှုဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ပုံမှန်အသုံးချမှုများကို လွှမ်းခြုံထားသည်။

AR မျက်မှန်များအတွက် ၁၂ လက်မ 4H-SiC wafer Featured Image

၁။ ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံနှင့် အစုလိုက်အပြုံလိုက်ဖွဲ့စည်းခြင်းအစီအစဉ်

SiC သည် polymorphic ပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်ပြီး polytypes ဟုခေါ်သော crystal structures များစွာတွင် ရှိနေနိုင်သည်။ c-axis တလျှောက် Si–C bilayers များ၏ stacking sequence သည် ဤ polytypes များကို သတ်မှတ်ပေးသည်-

၄H-SiC: အလွှာလေးလွှာ stacking အစီအစဥ် → c-ဝင်ရိုးတလျှောက် ပိုမိုမြင့်မားသော ဆ៊ီမက်ထရီ။
၆H-SiC: အလွှာခြောက်လွှာ stacking sequence → အနည်းငယ်နိမ့်သော ဆ៊ီမေထရီ၊ band structure ကွဲပြားသည်။

ဒီကွာခြားချက်က carrier mobility၊ bandgap နဲ့ thermal behavior တွေကို သက်ရောက်မှုရှိပါတယ်။

အင်္ဂါရပ်	၄H-SiC	၆H-SiC	မှတ်စုများ
အလွှာများ စုပုံခြင်း	ABCB	ABCACB	band structure နှင့် carrier dynamics ကို ဆုံးဖြတ်ပေးသည်
ပုံဆောင်ခဲ ဆ៊ီမေထရီ	ဆဋ္ဌဂံပုံ (ပိုမိုတူညီသော)	ဆဋ္ဌဂံပုံ (အနည်းငယ်ရှည်သည်)	etching၊ epitaxial ကြီးထွားမှုကို သက်ရောက်မှုရှိသည်
ပုံမှန်ဝေဖာအရွယ်အစားများ	၂–၈ လက်မ	၂–၈ လက်မ	4H အတွက် ရရှိနိုင်မှု တိုးလာပြီး 6H အတွက် ရင့်ကျက်သည်

၂။ လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများ

အရေးအကြီးဆုံး ကွာခြားချက်မှာ လျှပ်စစ်စွမ်းဆောင်ရည်တွင် တည်ရှိသည်။ ပါဝါနှင့် မြင့်မားသော ကြိမ်နှုန်းရှိသော စက်ပစ္စည်းများအတွက်၊အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားနိုင်မှု၊ bandgap နှင့် resistivityအဓိကအချက်များဖြစ်သည်။

အိမ်ခြံမြေ	၄H-SiC	၆H-SiC	စက်ပစ္စည်းအပေါ် သက်ရောက်မှု
ဘန်ဒ်ဂap	၃.၂၆ eV	၃.၀၂ အီးဗ	4H-SiC မှာ bandgap ပိုကျယ်လေ breakdown voltage ပိုများလေ၊ leakage current လည်း နည်းလေပါပဲ။
အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားနိုင်မှု	~၁၀၀၀ စင်တီမီတာ²/V·s	~၄၅၀ စင်တီမီတာ²/V·s	4H-SiC ရှိ ဗို့အားမြင့် စက်ပစ္စည်းများအတွက် ပိုမိုမြန်ဆန်သော ပြောင်းလဲခြင်း
အပေါက်ရွေ့လျားနိုင်မှု	~၈၀ စင်တီမီတာ²/V·s	~၉၀ စင်တီမီတာ²/V·s	ပါဝါစက်ပစ္စည်းအများစုအတွက် အရေးမကြီးပါ
ခုခံအား	၁၀³–၁၀⁶ Ω·စင်တီမီတာ (တစ်ဝက်လျှပ်ကာ)	၁၀³–၁၀⁶ Ω·စင်တီမီတာ (တစ်ဝက်လျှပ်ကာ)	RF နှင့် epitaxial ကြီးထွားမှု တစ်ပြေးညီဖြစ်မှုအတွက် အရေးကြီးသည်
ဒိုင်အီလက်ထရစ် စဉ်ဆက်မပြတ်	~၁၀	~၉.၇	4H-SiC တွင် အနည်းငယ်မြင့်မားပြီး စက်ပစ္စည်း၏ capacitance ကို သက်ရောက်မှုရှိသည်

အဓိကအချက်-power MOSFETs၊ Schottky diode များနှင့် မြန်နှုန်းမြင့် switching အတွက် 4H-SiC ကို ဦးစားပေးပါသည်။ low-power သို့မဟုတ် RF devices များအတွက် 6H-SiC သည် လုံလောက်ပါသည်။

၃။ အပူဂုဏ်သတ္တိများ

အပူပျံ့နှံ့မှုသည် ပါဝါမြင့်စက်ပစ္စည်းများအတွက် အရေးကြီးပါသည်။ 4H-SiC သည် ၎င်း၏ အပူစီးကူးနိုင်စွမ်းကြောင့် ယေဘုယျအားဖြင့် ပိုမိုကောင်းမွန်စွာ လုပ်ဆောင်ပါသည်။

အိမ်ခြံမြေ	၄H-SiC	၆H-SiC	သက်ရောက်မှုများ
အပူစီးကူးနိုင်စွမ်း	~၃.၇ W/cm·K	~၃.၀ W/cm·K	4H-SiC သည် အပူကို ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ပျံ့နှံ့စေပြီး အပူဖိစီးမှုကို လျှော့ချပေးသည်
အပူချဲ့ထွင်မှုကိန်း (CTE)	၄.၂ ×၁၀⁻⁶ /K	၄.၁ ×၁၀⁻⁶ /K	wafer လိမ်ကောက်ခြင်းကို ကာကွယ်ရန်အတွက် epitaxial layer များနှင့် တွဲစပ်ခြင်းသည် အရေးကြီးပါသည်။
အများဆုံးလည်ပတ်မှုအပူချိန်	၆၀၀–၆၅၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်	၆၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်	နှစ်မျိုးစလုံး မြင့်မားပြီး ပါဝါမြင့်လည်ပတ်မှုကို ကြာရှည်စွာလုပ်ဆောင်ရန်အတွက် 4H အနည်းငယ်ပိုကောင်းသည်

၄။ စက်မှုဂုဏ်သတ္တိများ

စက်ပိုင်းဆိုင်ရာတည်ငြိမ်မှုသည် wafer ကိုင်တွယ်ခြင်း၊ dicing လုပ်ခြင်းနှင့် ရေရှည်ယုံကြည်စိတ်ချရမှုတို့ကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။

အိမ်ခြံမြေ	၄H-SiC	၆H-SiC	မှတ်စုများ
မာကျောမှု (Mohs)	9	9	နှစ်ခုစလုံး အလွန်မာကျောပြီး စိန်ပြီးရင် ဒုတိယအကောင်းဆုံးပါ
ကျိုးပဲ့ခြင်း ခံနိုင်ရည်ရှိခြင်း	~၂.၅–၃ MPa·m½	~၂.၅ MPa·m½	အလားတူပါ၊ သို့သော် 4H အနည်းငယ်ပို၍ တသမတ်တည်းဖြစ်သည်
ဝေဖာအထူ	၃၀၀–၈၀၀ မိုက်ခရိုမီတာ	၃၀၀–၈၀၀ မိုက်ခရိုမီတာ	ပိုပါးသော ဝေဖာများသည် အပူဒဏ်ခံနိုင်ရည်ကို လျှော့ချပေးသော်လည်း ကိုင်တွယ်မှုအန္တရာယ်ကို တိုးမြင့်စေသည်

၅။ ပုံမှန်အသုံးချမှုများ

polytype တစ်ခုစီရဲ့ အားသာချက်ကို နားလည်ခြင်းက substrate ရွေးချယ်ရာမှာ အထောက်အကူပြုပါတယ်။

အပလီကေးရှင်း အမျိုးအစား	၄H-SiC	၆H-SiC
ဗို့အားမြင့် MOSFETs များ	✔	✖
ရှော့ကီ ဒိုင်အိုဒ်များ	✔	✖
လျှပ်စစ်ကားအင်ဗာတာများ	✔	✖
RF ကိရိယာများ / မိုက်ခရိုဝေ့ဖ်	✖	✔
LED မီးများနှင့် optoelectronic မီးများ	✖	✔
ပါဝါနည်း ဗို့အားမြင့် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ	✖	✔

လက်မ၏စည်းမျဉ်း-

၄H-SiC= စွမ်းအား၊ အမြန်နှုန်း၊ ထိရောက်မှု
၆H-SiC= RF၊ ပါဝါနည်း၊ ရင့်ကျက်သော ထောက်ပံ့ရေးကွင်းဆက်

၆။ ရရှိနိုင်မှုနှင့် ကုန်ကျစရိတ်

၄H-SiC: သမိုင်းတစ်လျှောက် ကြီးထွားရန် ပိုမိုခက်ခဲခဲ့သော်လည်း ယခုအခါ ရရှိနိုင်မှု ပိုများလာပါသည်။ ကုန်ကျစရိတ် အနည်းငယ်ပိုများသော်လည်း မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ရှိသော အပလီကေးရှင်းများအတွက် သင့်လျော်ပါသည်။
၆H-SiC: ပြည့်စုံသော ထောက်ပံ့မှု၊ ယေဘုယျအားဖြင့် ကုန်ကျစရိတ် နည်းပါးမှု၊ RF နှင့် ပါဝါနည်း အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများအတွက် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုသည်။

မှန်ကန်သော အောက်ခံအလွှာ ရွေးချယ်ခြင်း

မြင့်မားသောဗို့အား၊ မြန်နှုန်းမြင့် ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ-4H-SiC သည် မရှိမဖြစ်လိုအပ်သည်။
RF ကိရိယာများ သို့မဟုတ် LED များ-6H-SiC သည် မကြာခဏ လုံလောက်ပါသည်။
အပူဒဏ်ခံနိုင်သော အသုံးချမှုများ-4H-SiC သည် အပူပျံ့နှံ့မှု ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည်။
ဘတ်ဂျက် သို့မဟုတ် ထောက်ပံ့ရေးဆိုင်ရာ ထည့်သွင်းစဉ်းစားရမည့်အချက်များ-6H-SiC သည် စက်ပစ္စည်းလိုအပ်ချက်များကို မထိခိုက်စေဘဲ ကုန်ကျစရိတ်ကို လျှော့ချပေးနိုင်ပါသည်။

နောက်ဆုံးအတွေးများ

4H-SiC နှင့် 6H-SiC တို့သည် လေ့ကျင့်မထားသော မျက်လုံးနှင့် ဆင်တူပုံပေါ်သော်လည်း ၎င်းတို့၏ ကွာခြားချက်များသည် ပုံဆောင်ခဲဖွဲ့စည်းပုံ၊ အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားနိုင်မှု၊ အပူစီးကူးနိုင်စွမ်းနှင့် အသုံးချမှု သင့်လျော်မှုတို့ ပါဝင်သည်။ သင့်ပရောဂျက်၏ အစတွင် မှန်ကန်သော polytype ကို ရွေးချယ်ခြင်းသည် အကောင်းဆုံးစွမ်းဆောင်ရည်၊ ပြန်လည်လုပ်ဆောင်ခြင်း လျော့နည်းခြင်းနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရသော စက်ပစ္စည်းများကို သေချာစေသည်။

ပို့စ်တင်ချိန်: ၂၀၂၆ ခုနှစ်၊ ဇန်နဝါရီလ ၄ ရက်