4H-SiC : la clé pour améliorer l'efficacité industrielle

4h-sic

Dans le blog précédent, nous avons déjà abordé tous les aspects du carbure de silicium, Si vous êtes intéressé, vous pouvez cliquer sur ici pour en savoir plus sur ce produit.

Dans cet article, nous allons découvrir le monde remarquable du carbure de silicium 4H (4H-SiC), un matériau à la pointe de l'innovation technologique.

Brève introduction au carbure de silicium (SiC)

Le carbure de silicium est l'un des matériaux céramiques composés de silicium et de carbone. En raison de ses propriétés uniques, le carbure de silicium est largement utilisé dans les applications d'abrasifs, de céramiques fonctionnelles, de matériaux réfractaires, etc.

particules de carbure de silicium

Aperçu des différents polytypes de SiC

Contrairement à d'autres substances, le SiC existe en plusieurs structures cristallines appelées polytypes. Différentes séquences d'empilement dans le réseau cristallin sont à l'origine des polytypes de SiC.

Passons en revue les principaux polytypes de SiC.

3C- SiC4h-sic

6h- sic15r-sic

Polytype 

Structure

Propriétés

Applications

3C-SiC

Structure cubique

bonnes propriétés électroniques ; mobilité plus élevée des électrons

dispositifs à haute fréquence;électronique

4H-SiC

Structure cristalline hexagonale avec une séquence répétitive de quatre couches.

large bande interdite ; pouvoir de coupure du champ électrique élevé

véhicules électriques ; diodes ; transistors ; réseaux électriques ; systèmes d'énergie renouvelable

6H-SiC

Structure cristalline hexagonale avec une séquence répétitive à six couches.

Similaire au 4H-SiC mais avec une mobilité électronique et une conductivité thermique légèrement inférieures

Dispositifs électroniques de puissance ; substrats

15R-SiC

Structure cristalline rhomboédrique avec une séquence répétée de 15 couches

Partage de nombreuses propriétés avec les polytypes hexagonaux, mais est moins répandu en raison de sa structure cristalline plus complexe.

l'étude des effets de la structure cristalline

Comprendre le 4H-SiC

4H-SiC, ou carbure de silicium 4h, qui présente une structure cristalline hexagonale avec une séquence répétitive de quatre couches.

Quelles sont les propriétés physiques et chimiques de cette structure cristalline ?

4h-sic

4H-SiC

Propriétés physiques

Propriétés chimiques

Propriétés électroniques

Large bande passante

Inertie chimique

Résistance à la rupture par champ électrique élevé

Conductivité thermique élevée ; mobilité élevée des électrons ; dureté et résistance mécanique élevées

Résistance à l'oxydation à haute température

Faible concentration de porteurs intrinsèques

Comparaison entre 4H-SiC et 6H-SiC

4h- sic vs 6h-sic

 

4H-SiC

6H-SiC

Structure cristalline

ABCBA

ABCACB

Bande interdite

3,2 eV

3,0 eV

Mobilité des électrons

plus élevé

élevé

Conductivité thermique

une conductivité thermique plus élevée

conductivité thermique élevée

 

Applications

Diodes Schottky, MOSFET et modules de puissance pour véhicules électriques, systèmes d'énergie renouvelable et infrastructures de réseaux électriques

utilisés dans certains composants électroniques spécifiques et comme substrats pour la croissance d'autres polytypes de SiC

En conclusion, Par rapport à d'autres polytypes de SiC tels que le 6H-SiC, le 4H-SiC présente une conductivité thermique supérieure, une bande interdite plus large et une mobilité électronique plus élevée.

En raison de ces caractéristiques, le 4H-SiC convient mieux aux dispositifs électroniques à haute puissance et à haute fréquence.

Applications du 4H-SiC

  • Électronique et dispositifs de puissance : convertisseurs et onduleurs de puissance
  • Dispositifs RF (radiofréquence) : communications à large bande ; fonctionnement à haute fréquence
  • Technologie LED : éclairage LED haute puissance ; pilotes LED intégrés
  • Aérospatiale et défense : électronique à haute température ; capteurs robustes pour environnements difficiles ; composants optiques

Conclusion

Comme nous l'avons vu, le 4H-SiC est essentiel au développement de plusieurs technologies, qu'il s'agisse d'améliorer l'efficacité énergétique des appareils électroniques ou d'ouvrir de nouvelles possibilités dans le domaine de l'aérospatiale et de la défense.

Êtes-vous prêt à en apprendre davantage sur le 4H-SiC et sur la manière dont il peut révolutionner votre domaine d'étude ou votre industrie ? Prenez contact avec nous pour en savoir plus, être informé des avancées les plus récentes et découvrir comment notre expérience en matière de 4H-SiC peut vous aider à réaliser votre plein potentiel.

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FAQ

Quelle est l'importance du 4H-SiC dans la technologie des semi-conducteurs ?

Le 4H-SiC peut fonctionner à des températures, des tensions et des fréquences élevées, ce qui le différencie du silicium classique dans les dispositifs électroniques de puissance, et lui confère un rôle important dans la technologie des semi-conducteurs.

Comment le 4H-SiC est-il produit ?

Le dépôt chimique en phase vapeur (CVD) est la méthode utilisée pour créer le 4H-SiC. Dans cette technique, des composés gazeux de silicium et de carbone réagissent à des températures élevées pour générer le cristal de SiC. La croissance épitaxiale et la préparation du substrat sont des processus essentiels pour produire des plaquettes de 4H-SiC de qualité supérieure.

Qu'est-ce qui fait du 4H-SiC le matériau semi-conducteur préféré des autres ?

En raison de sa meilleure conductivité thermique, qui permet aux dispositifs de fonctionner à des températures plus élevées, de sa tension de claquage élevée, qui permet des applications à haute puissance, et de sa résistance aux radiations, qui le qualifie pour des applications spatiales, le 4H-SiC est privilégié par rapport à d'autres matériaux.

Pourquoi utiliser notre produit à base de 4H-SiC ?

Grâce aux qualités particulières du 4H-SiC, son adoption présente plusieurs avantages pour les consommateurs, notamment une réduction des pertes d'énergie, une diminution des besoins de refroidissement, une plus grande efficacité du système et une durée de vie plus longue. Ces avantages se traduisent également par des économies et un développement durable.

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