SiC結晶基板解説
SiC結晶には、ポリタイプと呼ばれる様々な結晶構造があります。現在エレクトロニクス用に開発されているSiCの最も一般的なポリタイプは、立方晶の3C-SiC、六方晶の4H-SiCと6H-SiC、菱面体の15R-SiCである。これらのポリタイプは、SiC構造の原子層の積層順序によって特徴付けられる。
SiC結晶基板の仕様
|
SiC結晶基板
|
|
式重量
|
40.10
|
|
格子定数
|
a =3.07 A c = 10.05 A
|
|
積層順序
|
ABCB
|
|
成長技術
|
MOCVD
|
|
研磨
|
シリコン表面研磨
|
|
バンドギャップ
|
3.26 eV ( 間接的 )
|
|
抵抗率
|
0.01~0.5 ohm-cm
|
|
硬度
|
9モース
|
|
窒素原子のドーピングレベル
|
10^18-19cm^-3
|
|
表面粗さ
|
AFMによる < 10 A
|
SiC結晶基板用途
パワーエレクトロニクス
SiC基板は、その優れた高電圧・高温特性により、ダイオード、トランジスタ、サイリスタなどのパワーエレクトロニクス・デバイスに広く使用されています。SiC基板は、電気自動車（EV）、電力インバータ、再生可能エネルギーシステムに不可欠であり、効率向上とデバイスの小型軽量化を可能にします。
- 高温デバイス
高温に耐えるSiCの能力は、航空宇宙、自動車、産業用アプリケーションなどの過酷な環境で動作するデバイスでの使用に理想的です。SiCは、レーダーや通信システムのような高出力、高周波デバイスで一般的に使用されています。
- LED照明とレーザー
SiC基板は、高効率発光ダイオード（LED）やレーザーダイオードの製造に使用されています。高い熱伝導性と広いバンドギャップにより、効率的な熱放散と紫外線、青色、緑色発光の高性能を必要とするアプリケーションに最適です。
- パワーRF（無線周波数）デバイス
SiCは、高い周波数、電圧、温度で動作する能力があるため、電気通信や軍事用途のRFデバイスに使用されています。これには、RFトランジスタやアンプなどのコンポーネントが含まれます。
- 自動車および電気自動車
SiC基板は、電気自動車やハイブリッドカーのパワーモジュールにますます使用されるようになっています。高効率かつ高温での動作が可能なSiC基板は、バッテリー管理システム、電気モーター駆動、車載充電システムにおけるエネルギー変換の改善に役立っています。
- ソーラー・インバータ
SiC基板は、太陽光発電システム、特にソーラー・インバータにも使用されている。SiCの使用は、電力変換効率の向上に役立ち、太陽エネルギー用途のインバーターの小型化と信頼性の向上を可能にします。
- 高エネルギー物理学
SiCは、その優れた耐放射線性と熱特性により、放射線検出器やその他の高エネルギー物理学装置に使用され、粒子加速器や宇宙探査システムなどの用途に適しています。
SiC結晶基板パッケージ
長期保管や輸送の際には、SiC基板を汚染や環境変化から保護するために、真空密封袋や熱密封袋の使用をご検討ください。
よくある質問
Q1パワーエレクトロニクスの基板として、シリコンよりもSiCが好まれるのはなぜですか？
回答SiCが好まれる理由は、従来のシリコン基板に比べて高電圧に対応でき、高温で動作し、熱伝導性に優れているからです。そのため、電気自動車のインバーターや電源のような大電力かつ高温のアプリケーションに適しています。
Q2SiCウエハは標準的なシリコンウエハとどう違うのですか？
回答SiCウェーハは、標準的なシリコンウェーハに比べて熱伝導率が高く、より高い動作温度に耐えることができます。このため、SiCウェーハは、電気自動車、パワーエレクトロニクス、産業用アプリケーションなど、より堅牢な性能を必要とするアプリケーションに使用することができます。
Q3エピタキシャルSiCウエハーとは何ですか？
回答エピタキシャルSiCウェーハとは、低品質のSiC基板の上に高品質のSiC結晶を薄く成長させたSiC基板です。この層は、高性能パワーデバイスやRFデバイスなど、特定の用途向けにウェーハの性能を向上させます。
