Comparado ao 4H-SiC, embora o bandgap do carboneto de silício 3C (3C SiC) seja menor, sua mobilidade de portador, condutividade térmica e propriedades mecânicas são melhores que as do 4H-SiC. Além disso, a densidade de defeitos na interface entre a porta de óxido isolante e o 3C-SiC é menor, o que é mais propício à fabricação de dispositivos de alta tensão, altamente confiáveis ​​e de longa vida. Atualmente, os dispositivos baseados em 3C-SiC são preparados principalmente em substratos de Si. A grande incompatibilidade de rede e a incompatibilidade do coeficiente de expansão térmica entre Si e 3C SiC resultam em uma alta densidade de defeitos, o que afeta o desempenho dos dispositivos. Além disso, o wafer 3C-SiC de baixo custo terá um impacto de substituição significativo no mercado de dispositivos de energia na faixa de tensão de 600V-1200V, acelerando o progresso de toda a indústria. Portanto, o desenvolvimento de wafer 3C-SiC em massa é inevitável.

PAM-XIAMENpode produzir wafer 3C-SiC em massa no tipo N, com maior mobilidade eletrônica (3C SiC: 1100 cm²/V·s; 4H SiC:900cm²/V·s). Como a largura do bandgap 3C-SiC é menor, o dispositivo pode ter uma corrente de tunelamento FN menor e confiabilidade na preparação da camada de óxido, o que pode melhorar significativamente o rendimento do dispositivo. Informações adicionais do wafer 3C-SiC, consulte as folhas de parâmetros abaixo:

1. Especificações do wafer 3C SiC

Substrato 3C-SiC nº 1 de 50,8 mm

O valor “*” é aplicável a toda a superfície do wafer, exceto às áreas de exclusão de borda

Substrato 3C-SiC nº 2 de 100 mm

O valor “*” é aplicável a toda a superfície do wafer, exceto às áreas de exclusão de borda

2. Superioridade do 3C-SiC analisado com base no dispositivo MOSFET

Em primeiro lugar, a mobilidade electrónica (ver tabela 1). Segundo relatos, a faixa de mobilidade de canal n de MOSFETs 3C SiC baseados em silício é de 100-370 cm²/V·s. O MOSFET 4H-SiC lateral geralmente tem 20-40 cm²/V·s, e o dispositivo de ranhura é de 6 a 90 cm²/V·s. Os MOSFETs SiC foram criados no lado A através da passivação com nitrogênio, aumentando a mobilidade do canal para 131 cm²/V·s, mas também inferior aos dispositivos 3C SiC baseados em silício.

O próximo é a confiabilidade. Atualmente, o principal gargalo da tecnologia do SiC MOSFET está concentrado na má qualidade da interface da camada de óxido da porta, que não só tem baixa mobilidade de canal, mas também afeta a estabilidade da tensão limite. O óxido de porta também apresenta fraqueza à falha em altas temperaturas. A concentração de armadilhas de interface entre o 3C-SiC e a porta de óxido isolante é muito menor, o que ajuda a fabricar dispositivos confiáveis ​​e de longa vida útil.

Além disso, a altura da barreira do 3C-SiC é de 3,7 eV (ver Fig.1), que é muito maior que a do silício e do 4H SiC. Portanto, quando a corrente de fuga no circuito de acionamento da porta é a mesma, o campo elétrico dentro do MOSFET 3C-SiC é duas a três vezes maior do que no 4H-SiC. Portanto, os requisitos de redução de potência para MOSFETs de potência de trincheira 3C-SiC são muito menos rigorosos do que aqueles para dispositivos 4H-SiC.

Fig.1 Estrutura de banda do semicondutor de potência principal em 3C-SiC, 4H-SiC, 6H-SiC e silício (ilustrando deslocamentos de banda com SiO2)

Por último, mas não menos importante, o 3C-SiC com largura de bandgap de baixa energia está mais próximo do silício, que apresenta muitos benefícios quando processado em dispositivos.

3. Diferenças de4H-SiC,6H-SiC,3C-SiCem aplicativos

O 4H-SiC possui alta mobilidade eletrônica, baixa resistência à condução e alta densidade de corrente, tornando-o adequado para dispositivos eletrônicos de potência.

O 6H-SiC possui uma estrutura estável e bom desempenho de luminescência, tornando-o adequado para dispositivos optoeletrônicos.

O 3C-SiC tem uma alta velocidade de deriva de elétrons de saturação e uma condutividade térmica que perde apenas para os monocristais de diamante, tornando-o adequado para dispositivos de alta frequência e alta potência.

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