Die Auswahl eines optimalen SiC-Polytyps f\u00fcr bestimmte Anwendungen ist entscheidend f\u00fcr die Optimierung der elektrischen, thermischen und mechanischen Leistung. Verunreinigungen wie Li und die Gruppen VA oder VIA schaffen halbbesetzte a1-Energieniveaus in der N\u00e4he von CBM, w\u00e4hrend B, N oder P eine Gitterausdehnung bewirken.<\/p>\n
4H- und 6H-SiC haben kubische und hexagonale Bindungen mit Stapelfolgen von ABCB, wodurch eine hexagonale Symmetrie (Wurtzit) entsteht.<\/p>\n
Siliciumcarbid gibt es in vielen verschiedenen Kristallstrukturen - den so genannten Polytypen -, die jeweils unterschiedliche physikalische und elektrische Eigenschaften aufweisen, die sie f\u00fcr bestimmte Halbleiteranwendungen geeignet machen. Vier sehr beliebte Polytypen sind 4H-SiC und 6H-SiC; die Unterschiede zwischen ihnen ergeben sich haupts\u00e4chlich aus Variationen der Kristallstrukturen, die die elektrischen und thermischen Eigenschaften beeinflussen.<\/p>\n
Die Kristallstrukturen bestimmen ihre Eigenschaften und werden im Allgemeinen durch dreidimensionale Tetraeder (A, B, C) -Gitter dargestellt. Ein spezifischer Kristall kann anhand der Stapelreihenfolge der Doppelschichten, die sein Gitter bilden, sowie anhand der Symmetrie identifiziert werden; je nach diesen Kriterien k\u00f6nnen seine Gitter entweder kubisch oder hexagonal symmetrisch sein, je nach Stapelreihenfolge. Kubische Kristallstrukturen weisen eine Periodizit\u00e4t von drei Doppelschichten auf und werden als 3C-SiC bezeichnet; hexagonale Kristallstrukturen weisen eine Periodizit\u00e4t von sechs Doppelschichten auf, die als 6H-SiC bezeichnet werden; w\u00e4hrend rhomboedrische Bindungen zu zehn Doppelschicht-Tetraeder-Strukturen mit 15R-SiC Bezeichnungen f\u00fchren.<\/p>\n
Die gro\u00dfe Bandl\u00fccke von 4H-SiC erm\u00f6glicht einen effizienten Betrieb in Umgebungen mit hohen Temperaturen und Spannungen und macht es zum bevorzugten Material f\u00fcr Hochleistungselektronik wie Leistungsschalter. Dar\u00fcber hinaus sorgt seine hohe Durchschlagsfestigkeit f\u00fcr eine stabile Leistung unter Belastung, w\u00e4hrend seine \u00fcberragende W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit eine effektive W\u00e4rmeableitung erm\u00f6glicht - alles Eigenschaften, die 4H-SiC zu einer ausgezeichneten Wahl f\u00fcr Anwendungen machen, die eine robuste Leistung unter extremen Umweltbedingungen erfordern, wie z. B. die Elektronik in der Luft- und Raumfahrt, die einen robusten Betrieb unter rauen Bedingungen erfordert.<\/p>\n
Da Siliziumkarbid-Wafer bei der Entwicklung fortschrittlicher Elektronik eine wesentliche Rolle spielen, ist es f\u00fcr die Hersteller von entscheidender Bedeutung, den richtigen Polytyp zu w\u00e4hlen. Die Auswahl des effektivsten Wafers bedeutet eine Verbesserung der Leistung, Effizienz und Langlebigkeit von Halbleiterbauelementen. Daher ist es von entscheidender Bedeutung, dass die Hersteller die strukturellen Unterschiede zwischen 4H-SiC und 6H-SiC verstehen, um einen optimalen Wafer auszuw\u00e4hlen, der ihre Anforderungen am besten erf\u00fcllt.<\/p>\n
Die beiden SiC-Kristallstrukturen unterscheiden sich erheblich in Bezug auf ihre Atombindungen und die Gesamtsymmetrie der Kristallstruktur, wobei 4H-SiC kubische Bindungen mit Doppelschicht-Stapelsequenzen ABCB aufweist, w\u00e4hrend 6H-SiC wurtzitische Bindungen von ABABB BAB ABA aufweist (siehe Abbildung 2089a). Beide Polytypen weisen sowohl kubische als auch wurtzitische Bindungen auf; andere nicht kubische SiC-Polytypen wie 3C-SiC und 15R-SiC verwenden nur wurtzitische Bindungen (siehe Abbildung 2089a).<\/p>\n
Die breite Bandl\u00fcckencharakteristik und die hohe Durchbruchsspannung von 6H-SiC machen es zum idealen Material f\u00fcr Leistungsger\u00e4te, die bei hohen Temperaturen und Frequenzen betrieben werden, da seine \u00fcberlegene W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit, die dreimal so hoch ist wie die von herk\u00f6mmlichem Silizium, eine effiziente W\u00e4rmeableitung erm\u00f6glicht - ein weiterer Schl\u00fcsselfaktor f\u00fcr die Zuverl\u00e4ssigkeit und Effizienz der Ger\u00e4te. Dar\u00fcber hinaus zeichnet sich 4H-SiC durch seine Kristallstruktur und seine physikalischen Eigenschaften aus, die es f\u00fcr Hochtemperatursensoren sowie f\u00fcr stark beanspruchte Ger\u00e4te wie Leistungsschalter oder Luftfahrtelektronik geeignet machen.<\/p>\n
Die au\u00dfergew\u00f6hnliche mechanische Festigkeit und H\u00e4rte von 4H-SiC, die ihm eine unvergleichliche Widerstandsf\u00e4higkeit in rauen Umgebungen verleihen, machen es zu einer unsch\u00e4tzbaren Wahl f\u00fcr die Leistungselektronik, einschlie\u00dflich Schalter und Dioden. Die hohe elektrische Feldst\u00e4rke und die ausgezeichnete S\u00e4ttigungselektronengeschwindigkeit erm\u00f6glichen einen effizienten Betrieb bei hohen Temperaturen, Spannungen und Str\u00f6men; die au\u00dfergew\u00f6hnliche W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit erm\u00f6glicht eine wirksame W\u00e4rmeableitung, um die Integrit\u00e4t der Ger\u00e4te bei hohen Leistungen zu erhalten.<\/p>\n
Der hohe Brechungsindex von SiC erm\u00f6glicht einen engen Lichteinschluss und eine hervorragende Leistung in Anwendungen wie optischen Verst\u00e4rkern und Ringresonatoren. Der hohe nichtlineare Brechungsindex zweiter Ordnung macht das Material zu einer idealen Oberfl\u00e4che f\u00fcr die Wellenl\u00e4ngenumwandlung durch Vier-Wellen-Mischung.<\/p>\n
Breite Bandl\u00fccken sorgen f\u00fcr vernachl\u00e4ssigbare Sperrschicht-Leckstr\u00f6me, wodurch die Gesamtbetriebstemperatur des Bauelements gesenkt wird und mehr Leistung bei geringerem W\u00e4rmeverlust geliefert werden kann. Dar\u00fcber hinaus f\u00fchrt ihre hohe elektrische Feldst\u00e4rke bei einer gegebenen Sperrspannung zu kleineren Driftschichten, was die Schaltverluste erheblich verringert.<\/p>\n
H\u00e4mokompatibilit\u00e4t ist eine weitere Schl\u00fcsseleigenschaft von SiC, da es nahtlos mit dem Blutplasma interagieren kann, das unser Gehirn und andere Organsysteme umgibt. Diese Kompatibilit\u00e4t kann von implantierbaren Bioger\u00e4ten wie Nervenimplantaten und In-vivo-Sensor- und Kontrolll\u00f6sungen f\u00fcr die Medizin der Zukunft genutzt werden. J\u00fcngste H\u00e4mokompatibilit\u00e4tsstudien haben gezeigt, dass sowohl 6H- als auch 4H-SiC eine geringe thrombotische Reaktivit\u00e4t mit pl\u00e4ttchenreichem Plasma (PRP) aufweisen, was sie zu perfekten Kandidaten f\u00fcr medizinische Anwendungen macht.<\/p>\n
Die gro\u00dfe Bandl\u00fccke von 4H-SiC (3,2 eV) in Verbindung mit der hohen Durchbruchspannung und der geringen Defektdichte macht es zu einem ausgezeichneten Material f\u00fcr Anwendungen in der Leistungselektronik, wie z. B. Hochleistungsschalter und -dioden, die bei hohen Temperaturen arbeiten - ideal f\u00fcr Anwendungen wie Elektrofahrzeuge und Systeme f\u00fcr erneuerbare Energien, die eine zuverl\u00e4ssige Leistung unter Belastung erfordern. Dar\u00fcber hinaus sorgt seine dreimal h\u00f6here W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit f\u00fcr eine au\u00dfergew\u00f6hnliche W\u00e4rmeableitung, die die Integrit\u00e4t und Langlebigkeit der Ger\u00e4te gew\u00e4hrleistet.<\/p>\n
4H-SiC bietet viele Vorteile gegen\u00fcber Silizium f\u00fcr MEMS-Anwendungen, darunter elektronische, chemische und mechanische Eigenschaften, die es f\u00fcr Drucksensoren, Beschleunigungsmesser, mechanische Resonatoren und Gyroskope geeignet machen. Dar\u00fcber hinaus \u00fcbertrifft seine Bruchfestigkeit die von Silizium, wodurch zuverl\u00e4ssige Ger\u00e4te in rauen Umgebungen entstehen.<\/p>\n
SiC wird trotz seiner schlechten Substratqualit\u00e4t und Prozesstechnologie f\u00fcr PIC-Anwendungen verwendet, insbesondere f\u00fcr die Synthese von Wellenleitern - ein wichtiger Baustein f\u00fcr leistungsstarke photonische Ger\u00e4te - aufgrund von Punktdefekten, die erhebliche Verluste verursachen und die Leistung der Ger\u00e4te verringern. Es ist jedoch m\u00f6glich, diese Punktdefekte zu reduzieren, indem die Oberfl\u00e4chenchemie der Epitaxieschichten verbessert und die Wachstumsbedingungen optimiert werden; die Kontrolle der Defektverteilung durch Dotierungskontrollen sowie die Anwendung kontrollierter Dotierungstechnologien k\u00f6nnen dazu beitragen, derartige M\u00e4ngel zu verringern.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Selecting an optimal SiC polytype for specific applications is essential to optimizing electrical, thermal, and mechanical performance. Impurities like Li and group VA or VIA create half occupied a1 energy levels close to CBM while B, N or P induce lattice expansion. 4H- and 6H-SiC have cubic and hexagonal bonds with stacking sequences of ABCB,… Weiterlesen »Was sind die Unterschiede zwischen 4H-SiC- und 6H-SiC-Polytypen?<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-76","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=76"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":77,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/76\/revisions\/77"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=76"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=76"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=76"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}