SiC-kiselkarbidEnhet avser en anordning tillverkad av kiselkarbid som råmaterial.
Enligt de olika resistansegenskaperna är den indelad i ledande kiselkarbidkraftenheter ochhalvisolerad kiselkarbidRF-enheter.
Huvudsakliga anordningsformer och tillämpningar av kiselkarbid
De främsta fördelarna med SiC jämfört medSi-materialär:
SiC har ett bandgap som är tre gånger större än Si, vilket kan minska läckage och öka temperaturtoleransen.
SiC har 10 gånger högre genombrottsfältstyrka än Si, vilket kan förbättra strömtätheten, driftsfrekvensen, motstå spänningskapaciteten och minska on/off-förlusten, mer lämplig för högspänningsapplikationer.
SiC har dubbelt så hög elektronmättnadsdriftshastighet som Si, så den kan arbeta vid en högre frekvens.
SiC har tre gånger högre värmeledningsförmåga än Si, bättre värmeavledningsprestanda, kan stödja hög effekttäthet och minska värmeavledningskraven, vilket gör enheten lättare.
Ledande substrat
Ledande substrat: Genom att avlägsna olika föroreningar i kristallen, särskilt föroreningar på ytliga nivåer, för att uppnå kristallens inneboende höga resistivitet.
LedandekiselkarbidsubstratSiC-skiva
En ledande kiselkarbid-kraftanordning bearbetas genom att ett epitaxiellt kiselkarbidlager odlas på det ledande substratet, vilket resulterar i ytterligare bearbetning av kiselkarbidets epitaxiella ark, inklusive produktion av Schottky-dioder, MOSFET, IGBT, etc., och används huvudsakligen i elfordon, solcellsproduktion, järnvägstransporter, datacenter, laddningsinfrastruktur och annan infrastruktur. Prestandafördelarna är följande:
Förbättrade högtrycksegenskaper. Kiselkarbids genombrottselektriska fältstyrka är mer än 10 gånger högre än kisel, vilket gör att kiselkarbidkomponenter har betydligt högre högtrycksmotstånd än motsvarande kiselkomponenter.
Bättre egenskaper vid höga temperaturer. Kiselkarbid har högre värmeledningsförmåga än kisel, vilket gör att enheten lättare avleder värme och gränsen för driftstemperaturen blir högre. Hög temperaturbeständighet kan leda till en betydande ökning av effekttätheten, samtidigt som kraven på kylsystemet minskas, så att terminalen kan bli lättare och miniatyriseras.
Lägre energiförbrukning. ① Kiselkarbidkomponenter har mycket lågt tillslagsmotstånd och låg tillslagsförlust; (2) Läckströmmen hos kiselkarbidkomponenter är avsevärt reducerad jämfört med kiselkomponenter, vilket minskar effektförlusten; ③ Det finns inget strömavvikande fenomen i avstängningsprocessen hos kiselkarbidkomponenter, och omkopplingsförlusten är låg, vilket avsevärt förbättrar omkopplingsfrekvensen i praktiska tillämpningar.
Halvisolerat SiC-substrat: N-dopning används för att noggrant kontrollera resistiviteten hos ledande produkter genom att kalibrera motsvarande förhållande mellan kvävedopningskoncentration, tillväxthastighet och kristallresistivitet.
Högrent halvisolerande substratmaterial
Halvisolerade kisel-kolbaserade RF-enheter tillverkas vidare genom att odla ett epitaxiellt lager av galliumnitrid på halvisolerat kiselkarbidsubstrat för att framställa ett epitaxiellt ark av kiselnitrid, inklusive HEMT och andra RF-enheter av galliumnitrid, som huvudsakligen används inom 5G-kommunikation, fordonskommunikation, försvarsapplikationer, dataöverföring och flyg- och rymdteknik.
Den mättade elektrondriftshastigheten för kiselkarbid- och galliumnitridmaterial är 2,0 respektive 2,5 gånger högre än för kisel, så driftsfrekvensen för kiselkarbid- och galliumnitridkomponenter är högre än för traditionella kiselkomponenter. Galliumnitridmaterial har dock nackdelen med dålig värmebeständighet, medan kiselkarbid har god värmebeständighet och värmeledningsförmåga, vilket kan kompensera för den dåliga värmebeständigheten hos galliumnitridkomponenter, så industrin använder halvisolerad kiselkarbid som substrat, och ett gan-epitaxiellt lager odlas på kiselkarbidsubstratet för att tillverka RF-komponenter.
Om det finns intrång, kontakta radering
Publiceringstid: 16 juli 2024