SiC siliciumcarbideapparaat verwijst naar het apparaat dat is gemaakt van siliciumcarbide als grondstof.
Afhankelijk van de verschillende weerstandseigenschappen wordt het onderverdeeld in geleidende siliciumcarbide-voedingsapparaten ensemi-geïsoleerd siliciumcarbideRF-apparaten.
Belangrijkste apparaatvormen en toepassingen van siliciumcarbide
De belangrijkste voordelen van SiC ten opzichte vanSi-materialenZijn:
SiC heeft een bandafstand die drie keer zo groot is als die van Si. Hierdoor kan lekkage worden verminderd en de temperatuurtolerantie worden vergroot.
SiC heeft een 10 keer zo grote doorslagsterkte als Si en kan de stroomdichtheid, de werkfrequentie en de spanningscapaciteit verbeteren. Bovendien wordt het aan-uitverlies verminderd. Hierdoor is het materiaal beter geschikt voor toepassingen met hoge spanning.
SiC heeft een twee keer zo hoge elektronenverzadigingssnelheid als Si en kan daardoor op een hogere frequentie werken.
SiC heeft een driemaal zo hoge thermische geleidbaarheid als Si, voert warmte beter af, kan een hoge vermogensdichtheid ondersteunen en verlaagt de eisen voor warmteafvoer, waardoor het apparaat lichter wordt.
Geleidend substraat
Geleidend substraat: Door verschillende onzuiverheden uit het kristal te verwijderen, vooral onzuiverheden op een ondiep niveau, om de intrinsieke hoge weerstand van het kristal te bereiken.
Geleidendsiliciumcarbide substraatSiC-wafer
Geleidende siliciumcarbide-voedingscomponenten worden geproduceerd door de groei van een epitaxiale siliciumcarbidelaag op het geleidende substraat. De epitaxiale siliciumcarbidelaag wordt vervolgens verder verwerkt, waaronder de productie van Schottky-diodes, MOSFET's, IGBT's, enz. Deze worden voornamelijk gebruikt in elektrische voertuigen, fotovoltaïsche energieopwekking, spoorvervoer, datacenters, laadpunten en andere infrastructuur. De prestatievoordelen zijn als volgt:
Verbeterde hogedrukeigenschappen. De doorslagsterkte van siliciumcarbide is meer dan 10 keer zo groot als die van silicium, waardoor de hogedrukbestendigheid van siliciumcarbide-apparaten aanzienlijk hoger is dan die van vergelijkbare siliciumapparaten.
Betere hogetemperatuureigenschappen. Siliciumcarbide heeft een hogere thermische geleidbaarheid dan silicium, waardoor de warmteafvoer van het apparaat gemakkelijker is en de maximale bedrijfstemperatuur hoger ligt. Hoge temperatuurbestendigheid kan leiden tot een aanzienlijk hogere vermogensdichtheid, terwijl de eisen aan het koelsysteem worden verlaagd, waardoor de terminal lichter en compacter kan worden gemaakt.
Lager energieverbruik. 1 Siliciumcarbide-apparaten hebben een zeer lage aan-weerstand en een laag aan-verlies; (2) De lekstroom van siliciumcarbide-apparaten is aanzienlijk verminderd dan die van silicium-apparaten, waardoor het vermogensverlies wordt verminderd; 3 Er is geen stroomstaartfenomeen in het uitschakelproces van siliciumcarbide-apparaten en het schakelverlies is laag, wat de schakelfrequentie van praktische toepassingen aanzienlijk verbetert.
Semi-geïsoleerd SiC-substraat: N-doping wordt gebruikt om de soortelijke weerstand van geleidende producten nauwkeurig te regelen door de corresponderende relatie tussen stikstofdopingconcentratie, groeisnelheid en kristalweerstand te kalibreren.
Hoogzuiver semi-isolerend substraatmateriaal
Semi-geïsoleerde RF-apparaten op basis van siliciumkoolstof worden verder gemaakt door een epitaxiale laag van galliumnitride te laten groeien op een semi-geïsoleerd siliciumcarbidesubstraat om epitaxiale siliciumnitrideplaten voor te bereiden, waaronder HEMT en andere RF-apparaten op basis van galliumnitride, die voornamelijk worden gebruikt in 5G-communicatie, voertuigcommunicatie, defensietoepassingen, gegevensoverdracht en de lucht- en ruimtevaart.
De verzadigde elektronendriftsnelheid van siliciumcarbide- en galliumnitridematerialen is respectievelijk 2,0 en 2,5 keer zo hoog als die van silicium. De bedrijfsfrequentie van siliciumcarbide- en galliumnitrideapparaten is dus hoger dan die van traditionele siliciumapparaten. Galliumnitridemateriaal heeft echter het nadeel van een slechte hittebestendigheid, terwijl siliciumcarbide een goede hittebestendigheid en thermische geleidbaarheid heeft. Dit kan de slechte hittebestendigheid van galliumnitrideapparaten compenseren. Daarom gebruikt de industrie semi-geïsoleerd siliciumcarbide als substraat en wordt een epitaxiale laag op het siliciumcarbidesubstraat aangebracht voor de productie van RF-apparaten.
Indien er sprake is van inbreuk, neem dan contact op met verwijderen
Plaatsingstijd: 16-07-2024