6H SiC-Wafer

PAM-XIAMENkann 6H-SiC-Wafer mit n-Typ oder halbisolierend anbieten. Siliziumkarbid-Wafer sind ein Material mit verschiedenen kristallinen Strukturen, sogenannten Polytypen, das mehr als 250 Strukturen aufweist. Verschiedene Polytypen haben unterschiedliche atomare Stapelsequenzen. Polytypen erzeugen kubische, hexagonale oder rhomboedrische Strukturen, die zu 50 % aus C-Atomen und zu 50 % aus Si-Atomen bestehen. Dennoch können nur die hexagonalen Strukturen von 4H-SiC und 6H-SiC sowie die kubische Struktur von 3C-SiC kommerziell genutzt werden. Hier machen wir eine kurze Einführung wie folgt:

1. Spezifikation des 2-Zoll-6H-SiC-Wafers

SILIKONKARBID-WAFER 50,8 MM (2 Zoll) 6H, N-Typ
Oberflächenorientierung	(0001), Si-Seite
Orientierungslos	(0,0 ± 0,5)°
Durchmesser	(50,8 ± 0,38) mm
Nenndicke	(330 ± 25) um
Dickentoleranz (TTV)	≤ 10 um
MPD	≤15/cm3
Bogen	≤ 10 um
Kette	≤ 25 um
Rauheit der Vorder- und Rückseite	Ra < 0,5 nm
Hauptwohnung	Ja
Primäre flache Ausrichtung	(11-20) ± 5°
Primäre flache Länge	(16 ± 1,65) mm
Zusätzliche Wohnung	Ja
Zusätzliche flache Länge	(8 ± 1,65) mm
Fase	Ja
Paket	Einzel- oder Mehrstückverpackung Typ EPAK, Vakuumverpackung
Die Zusatzfläche ist gegenüber der Primärfläche im Uhrzeigersinn (von der Vorderseite) um (90 ± 5)° gedreht.

 

2. 6H SiC-Kristallstruktur

Die SiC 6H-Struktur ist eine hexagonale Wurtzit-Kristallstruktur. Es bezieht sich auf eine Stapelsequenz von AαBβCγAαCγBβ, die aus 2/3 kubischen Bindungen und 1/3 hexagonalen Bindungen besteht und bei der die C-Atome relativ zur Position der Si-Atome festgelegt sind. Die Abbildung ist unten dargestellt:

3. Grundparameter von 6H SiC

1) 6H-SiC-Gitterkonstante, siehe Highlight-Teil:

2) Infrarot-Brechungsindex von 6H-SiC, siehe Highlight-Teil:

3) Brechungsindex n(λ), siehe Highlight-Teil:

4) Vergleich von 6H-SiC-Raman-Spektren und 4H-SiC-Raman-Spektren

5) 6H-SiC XRD-Diagramm

4. Ähnlichkeiten zwischen den Polytypen von 6H-SiC, 4H-SiC und 3C-SiC in Anwendungen

Obwohl verschiedene Polytypen unterschiedliche Eigenschaften haben, gibt es tendenziell Ähnlichkeiten. Das Siliziumkarbid-Durchschlagsfeld beträgt 2–4 MV/cm und die Energiebandlücke des Siliziumkarbids beträgt 2,3–3,2 eV, was höher ist als die von Silizium. Daher ist Siliziumkarbid ein Material mit großer Bandlücke. Die Kombination dieser beiden Eigenschaften ergibt eine große Überlegenheit für elektrische Geräte mit niedrigem Einschaltwiderstand und geringem Leckstrom. Darüber hinaus ist die Sättigungselektronengeschwindigkeit von SiC-Material hoch. Es ist ein sehr wichtiger Parameter für Hochfrequenzanwendungen. Außerdem ist die Wärmeleitfähigkeit von Siliziumkarbid etwa dreimal höher als die von Silizium, was für Hochtemperaturgeräte von Vorteil ist. Diese Eigenschaft hat einen Vorteil gegenüber Materialien mit großer Bandlücke (wie GaN). Und Siliziumkarbid-Substrate können verwendet werden, um Graphenschichten durch thermische Zersetzung unter Ultrahochvakuumbedingungen wachsen zu lassen.

5. Unterschied zwischen 4H- und 6H-SiC-Wafern

1) Der kommerzielle spezifische Widerstand eines SiC-Wafers vom Typ 6H n beträgt (0,02–0,1) Ohm.cm, während der 4H-Wafer (0,015–0,028) Ohm.cm beträgt.

2) Die Stapelsequenz des 6H-SiC-Substrats ist ABCACB, während die 4H-SiC-Substrat ABCB ist

3) Die Wärmeleitfähigkeit von halbisolierendem 6H SiC beträgt ~460 W/mK und ca. 320 W/mK, während die Wärmeleitfähigkeit von 4H ~490 W/mK und ca. 390 W/mK beträgt. Die Wärmeleitfähigkeit von SiC vom Typ n beträgt beispielsweise 4H, a~420 W/mK und c~370 W/mK, was viel niedriger ist als bei halbisolierendem SiC. Aus diesem Grund wählen Endbenutzer halbisolierendes SiC als Wärmesenke oder anderes Leitfähigkeitsmaterial.

4) Die 6H-SiC-Bandlücke beträgt 3,02 eV, während die 4H-Bandlücke 3,23 eV beträgt.

5) Die Lochmobilität des 6H-SiC-Substrats beträgt 90 cm2/Vs, während die Lochmobilität des 4H-Substrats ~115 cm2/Vs beträgt

6) Die Elektronenmobilität des 6H-SiC-Wafers beträgt ~400 cm2/Vs, während die des 4H-Wafers ~800 cm2/Vs beträgt

 

6. FAQ zum 6H-SiC-Wafer

F1:Wenn die Wärmeleitfähigkeit von SiC-4H N-Typ 420 W/mK beträgt – wie hoch ist die Wärmeleitfähigkeit Ihres SiC-6H N-Typ-Materials?

A:Theoretisch ist es zwischen 6H und 4H dasselbe.

F2:Das interessiert mich, weil einer der Gutachter meiner Arbeit die Oberflächenrauheit vor dem CMP wissen möchte. Können Sie mir die Oberflächenrauheit des ursprünglichen 6H-SiC-Wafers vor der CMP-Bearbeitung mitteilen?

A:Die Oberflächenrauheit des 6H-SiC-Wafers beträgt vor dem CMP nach dem mechanischen Polieren <1 nm.

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