SiC silisiumkarbidEnhet refererer til en enhet laget av silisiumkarbid som råmateriale.
I henhold til de forskjellige motstandsegenskapene er den delt inn i ledende silisiumkarbid-kraftenheter oghalvisolert silisiumkarbidRF-enheter.
Hovedenhetsformer og anvendelser av silisiumkarbid
De viktigste fordelene med SiC i forhold tilSi-materialerer:
SiC har et båndgap som er tre ganger så stort som Si, noe som kan redusere lekkasje og øke temperaturtoleransen.
SiC har 10 ganger større gjennomslagsfeltstyrke enn Si, kan forbedre strømtettheten, driftsfrekvensen, tåle spenningskapasiteten og redusere av/på-tapet, noe som gjør det mer egnet for høyspenningsapplikasjoner.
SiC har dobbelt så høy elektronmetningsdriftshastighet som Si, slik at den kan operere med en høyere frekvens.
SiC har tre ganger så høy varmeledningsevne som Si, bedre varmespredningsytelse, kan støtte høy effekttetthet og redusere varmespredningskrav, noe som gjør enheten lettere.
Ledende substrat
Ledende substrat: Ved å fjerne forskjellige urenheter i krystallen, spesielt urenheter på overfladisk nivå, for å oppnå krystallens iboende høye resistivitet.
LedendesilisiumkarbidsubstratSiC-skive
Ledende silisiumkarbid-kraftenheter skjer gjennom veksten av et epitaksiallag av silisiumkarbid på det ledende substratet, og det epitaksiale arket av silisiumkarbid blir videre bearbeidet, inkludert produksjon av Schottky-dioder, MOSFET, IGBT, etc., og brukes hovedsakelig i elektriske kjøretøy, solcelledrevet kraftproduksjon, jernbanetransport, datasentre, lading og annen infrastruktur. Ytelsesfordelene er som følger:
Forbedrede høytrykksegenskaper. Silisiumkarbids elektriske feltstyrke ved gjennombrudd er mer enn 10 ganger høyere enn silisiums, noe som gjør at silisiumkarbidkomponenter har betydelig høyere høytrykksmotstand enn tilsvarende silisiumkomponenter.
Bedre egenskaper ved høye temperaturer. Silisiumkarbid har høyere varmeledningsevne enn silisium, noe som gjør enhetens varmespredning enklere og den øvre grensen for driftstemperatur høyere. Høy temperaturmotstand kan føre til en betydelig økning i effekttetthet, samtidig som kravene til kjølesystemet reduseres, slik at terminalen kan bli lettere og mer miniatyrisert.
Lavere energiforbruk. ① Silisiumkarbidenheter har svært lav innkoblingsmotstand og lavt innkoblingstap; (2) Lekkasjestrømmen til silisiumkarbidenheter er betydelig redusert enn for silisiumenheter, og reduserer dermed effekttapet; ③ Det er ikke noe strømavvik i avstengingsprosessen til silisiumkarbidenheter, og koblingstapet er lavt, noe som forbedrer koblingsfrekvensen i praktiske applikasjoner betraktelig.
Halvisolert SiC-substrat: N-doping brukes til å kontrollere resistiviteten til ledende produkter nøyaktig ved å kalibrere det tilsvarende forholdet mellom nitrogendopingskonsentrasjon, veksthastighet og krystallresistivitet.
Høyrent halvisolerende substratmateriale
Halvisolerte silisiumkarbonbaserte RF-enheter lages videre ved å dyrke et epitaksialt lag av galliumnitrid på et halvisolert silisiumkarbidsubstrat for å fremstille et epitaksialt ark av silisiumnitrid, inkludert HEMT og andre RF-enheter av galliumnitrid, hovedsakelig brukt i 5G-kommunikasjon, kjøretøykommunikasjon, forsvarsapplikasjoner, dataoverføring og luftfart.
Den mettede elektrondriftshastigheten for silisiumkarbid- og galliumnitridmaterialer er henholdsvis 2,0 og 2,5 ganger høyere enn for silisium, så driftsfrekvensen for silisiumkarbid- og galliumnitridenheter er større enn for tradisjonelle silisiumenheter. Galliumnitridmateriale har imidlertid ulempen med dårlig varmebestandighet, mens silisiumkarbid har god varmebestandighet og varmeledningsevne, noe som kan kompensere for den dårlige varmebestandigheten til galliumnitridenheter. Derfor bruker industrien halvisolert silisiumkarbid som substrat, og et gan-epitaksialt lag dyrkes på silisiumkarbidsubstratet for å produsere RF-enheter.
Hvis det foreligger et brudd, kontakt sletting
Publisert: 16. juli 2024