2023-07-17
최근 측정된 벌크 3C-SiC의 열전도율은 인치 크기의 대형 결정 중에서 다이아몬드 바로 아래 순위로 두 번째로 높다. 실리콘 카바이드(SiC)는 전자 응용 분야에서 광범위하게 사용되는 넓은 밴드갭 반도체이며 다형으로 알려진 다양한 결정 형태로 존재합니다. 국부적으로 높은 열 플럭스를 관리하는 것은 장치 과열과 장기적인 성능 및 신뢰성 문제로 이어질 수 있으므로 전력 전자 장치에서 중요한 과제입니다.
열전도율이 높은 재료는 열 관리 설계에서 이 문제를 효과적으로 해결하는 데 매우 중요합니다. 가장 일반적으로 사용되고 연구되는 SiC 폴리타입은 육방정계(6H 및 4H)이며, 입방정계(3C)는 뛰어난 전자적 특성에 대한 잠재력에도 불구하고 덜 연구되었습니다.
3C-SiC의 측정된 열전도율은 구조적으로 더 복잡한 6H-SiC 상 아래로 떨어지고 이론적으로 예측된 값보다 훨씬 더 낮아서 수수께끼였습니다. 실제로, 3C-SiC 결정에 포함된 것은 극도의 공명 포논 산란을 일으켜 열전도율을 크게 낮춥니다. 고순도 및 고결정 품질의 3C-SiC 결정으로 인한 높은 열 전도성.
놀랍게도, Si 기판에서 성장한 3C-SiC 박막은 사상 최고 수준의 면내 및 면간 열을 나타냅니다.전도도, 동등한 두께의 다이아몬드 박막을 능가합니다. 이번 연구에서는 3C-SiC를 모든 천연 소재 중에서 가장 높은 열전도율을 자랑하는 단결정 다이아몬드에 이어 인치급 결정 중에서 열전도율이 두 번째로 높은 소재로 평가했다.
비용 효율성, 다른 재료와의 통합 용이성 및 대형 웨이퍼 크기 성장 능력으로 인해 3C-SiC는 매우 적합한 열 관리 재료이자 확장 가능한 제조를 위한 높은 열 전도성을 가진 탁월한 전자 재료입니다. 3C-SiC의 열, 전기 및 구조적 속성의 고유한 조합은 차세대 전자 장치를 혁신할 수 있는 잠재력을 가지고 있으며, 장치 냉각을 용이하게 하고 전력 소비를 줄이기 위한 능동 구성 요소 또는 열 관리 재료 역할을 합니다. 3C-SiC의 높은 열 전도성을 활용할 수 있는 응용 분야에는 전력 전자, 무선 주파수 전자 및 광전자가 포함됩니다.
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