4H-semi HPSI 2-Zoll-SiC-Substratwafer, Produktions-Dummy, Forschungsqualität

Siliziumkarbidsubstrate werden hauptsächlich in leitende und halbisolierende Typen unterteilt. Leitfähige Siliziumkarbidsubstrate (n-Typ) werden vorwiegend für die epitaktische Herstellung von GaN-basierten LEDs und anderen optoelektronischen Bauelementen sowie für SiC-basierte Leistungselektronik verwendet. Halbisolierende SiC-Siliziumkarbidsubstrate dienen hingegen hauptsächlich der epitaktischen Fertigung von GaN-Hochleistungs-Hochfrequenzbauelementen. Darüber hinaus unterscheiden sich hochreine halbisolierende Substrate (HPSI) und siliziumisolierende (SI) Substrate. Hochreine halbisolierende Substrate weisen eine Ladungsträgerkonzentration im Bereich von 3,5 × 10¹³ bis 8 × 10¹⁵ Ladungsträgern/cm³ und eine hohe Elektronenbeweglichkeit auf. Halbisolierende Substrate hingegen sind hochohmige Materialien mit sehr hohem spezifischem Widerstand und werden üblicherweise als Substrate für Mikrowellenbauelemente eingesetzt. Sie sind nichtleitend.

Halbisolierende Siliziumkarbid-Substratfolie (SiC-Wafer)

Die Kristallstruktur von SiC bestimmt seine physikalischen Eigenschaften. Im Vergleich zu Si und GaAs weist SiC folgende physikalische Eigenschaften auf: Die verbotene Zone ist groß und etwa dreimal so breit wie die von Si, was die langfristige Zuverlässigkeit des Bauelements bei hohen Temperaturen gewährleistet. Die Durchbruchfeldstärke ist hoch und etwa zehnmal so hoch wie die von Si, was die Spannungsfestigkeit des Bauelements erhöht. Die Sättigungselektronenrate ist doppelt so hoch wie die von Si, was die Frequenz und Leistungsdichte des Bauelements steigert. Die Wärmeleitfähigkeit ist hoch und übertrifft die von Si um mehr als das Dreifache. Dies erhöht die Wärmeableitungskapazität des Bauelements und ermöglicht dessen Miniaturisierung.