Aluminiumnitrid vs. Siliziumkarbid in Halbleiteranwendungen

In der Halbleiterindustrie, Aluminiumnitrid (AlN) und Siliziumkarbid (SiC) sind aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften seit langem weit verbreitet. Dieser Artikel vergleicht AlN und SiC anhand ihrer Eigenschaften und Anwendungen im Halbleiterbereich und hilft Ihnen bei der Auswahl des am besten geeigneten Materials.

Aluminiumnitrid-gegen-Siliziumkarbid-in-Halbleiter-Anwendungen

1. die Wärmeleitfähigkeit

Halbleitergeräte erzeugen während des Betriebs erhebliche Wärme, die eine Materialien mit hoher Wärmeleitfähigkeit (z. B. AlN, SiC und Al₂O₃), um die Wärme effizient abzuleiten und Überhitzung zu vermeiden, die Leistung, Stabilität und Lebensdauer beeinträchtigen kann.

  • Aluminiumnitrid (AlN): AlN ist bekannt für seine hohe Wärmeleitfähigkeit von 170-200 W/m-KDadurch eignet es sich hervorragend für Substrate, Wärmespreizer und Verpackungskomponenten.

  • Siliziumkarbid (SiC): SiC hat normalerweise eine Wärmeleitfähigkeit von 120-200 W/m-K. Obwohl es in einigen Fällen etwas niedriger ist als AlN, kann es die Stabilität bei höheren Betriebstemperaturen aufrechterhalten, was für Leistungsgeräte entscheidend ist.

2. Elektrische Eigenschaften

Die elektrische Leistung bestimmt den Wirkungsgrad, die Schaltgeschwindigkeit, die Belastbarkeit und die langfristige Zuverlässigkeit eines Geräts.

  • AlN: Wirkt als starker elektrischer Isolator mit hohem Widerstand und ist daher ideal für Komponenten, die sowohl Wärmemanagement als auch elektrische Isolierung erfordern.

  • SiC: Ein Halbleiter mit breiter Bandlücke (~3,2 eV), der das Schalten von hohen Spannungen und hohen Frequenzen ermöglicht. SiC wird häufig in Leistungs-MOSFETs, Dioden und elektronischen Hochleistungsgeräten eingesetzt.

3. Mechanische Festigkeit und Verlässlichkeit

  • AlN: Hat eine gute mechanische Festigkeit und kann präzise zu kundenspezifischen Halbleiterkomponenten verarbeitet werden, ist aber spröder als SiC.

  • SiC: Viel härter und robuster, mit ausgezeichneter Verschleißfestigkeit, geeignet für extreme Umgebungen und Anwendungen, die eine hohe Haltbarkeit erfordern.

AIN-Daten
SIC-Daten

4. Kosten und Verfügbarkeit

Die Kosten der einzelnen Materialien hängen in erster Linie vom jeweiligen Anwendungsszenario ab.

AlN wird in der Regel für kostenbewusste Wärmemanagementanwendungen gewählt.

SiC ist für Hochleistungsgeräte gerechtfertigt, bei denen Haltbarkeit und elektrische Leistung entscheidend sind.

5. Halbleiteranwendungen

Aluminiumnitrid (AlN) Typische Verwendungszwecke:

  • Wafer-Träger

  • Handhabung der Arme

  • Wärmeverteiler und Substrate

  • Halbleiter-Packaging-Komponenten

  • Wärmesenken für Laserdioden (LD) und Leistungsgeräte

  • Substrate für RF- und Mikrowellenschaltungen

  • LED-Verpackungssubstrate

  • Isolierende Wärmepads

  • Korrosionsbeständige isolierende Teile in Plasmaätz- und CVD-Anlagen

Siliziumkarbid (SiC) Typische Verwendungszwecke:

  • Elektrostatische Spannvorrichtungen (ESCs)

  • Vakuumspannvorrichtungen

  • CMP-Polierringe und -Stützpads

  • Ofenrohre und Waffelschiffchen

  • Teile mit hohem Verschleiß und langer Lebensdauer, die Quarz ersetzen, wie Ringe, Führungen und Dichtungen

  • Heizelemente und Suszeptoren für Hochtemperaturanwendungen

  • Korrosionsbeständige Teile für Plasmaätz-, CVD- und PVD-Anlagen

ANGEBOT EINHOLEN
ANGEBOT EINHOLEN