SiC silicon carbidethiết bị đề cập đến thiết bị được làm từ silicon carbide làm nguyên liệu thô.
Theo các tính chất điện trở khác nhau, nó được chia thành các thiết bị điện silicon carbide dẫn điện vàsilicon carbide bán cách điệnThiết bị RF.
Các dạng thiết bị chính và ứng dụng của silicon carbide
Ưu điểm chính của SiC so vớiVật liệu Silà:
SiC có khoảng cách dải gấp 3 lần Si, có thể giảm rò rỉ và tăng khả năng chịu nhiệt độ.
SiC có cường độ trường đánh thủng gấp 10 lần Si, có thể cải thiện mật độ dòng điện, tần số hoạt động, khả năng chịu điện áp và giảm tổn thất bật-tắt, phù hợp hơn cho các ứng dụng điện áp cao.
SiC có tốc độ trôi bão hòa electron gấp đôi Si, do đó nó có thể hoạt động ở tần số cao hơn.
SiC có độ dẫn nhiệt gấp 3 lần Si, hiệu suất tản nhiệt tốt hơn, có thể hỗ trợ mật độ công suất cao và giảm yêu cầu tản nhiệt, giúp thiết bị nhẹ hơn.
Chất nền dẫn điện
Chất nền dẫn điện: Bằng cách loại bỏ nhiều tạp chất khác nhau trong tinh thể, đặc biệt là tạp chất ở mức nông, để đạt được điện trở suất cao vốn có của tinh thể.
Dẫn điệnchất nền silicon carbideTấm wafer SiC
Thiết bị điện silicon carbide dẫn điện được tạo ra thông qua quá trình phát triển lớp epitaxial silicon carbide trên nền dẫn điện, sau đó tấm epitaxial silicon carbide được xử lý thêm, bao gồm sản xuất diode Schottky, MOSFET, IGBT, v.v., chủ yếu được sử dụng trong xe điện, phát điện quang điện, vận tải đường sắt, trung tâm dữ liệu, trạm sạc và các cơ sở hạ tầng khác. Hiệu suất của nó như sau:
Đặc tính áp suất cao được cải thiện. Cường độ điện trường đánh thủng của silicon carbide cao hơn silicon 10 lần, giúp khả năng chịu áp suất cao của linh kiện silicon carbide cao hơn đáng kể so với các linh kiện silicon tương đương.
Đặc tính chịu nhiệt độ cao tốt hơn. Silicon carbide có độ dẫn nhiệt cao hơn silicon, giúp tản nhiệt thiết bị dễ dàng hơn và nhiệt độ hoạt động giới hạn cao hơn. Khả năng chịu nhiệt độ cao có thể dẫn đến mật độ công suất tăng đáng kể, đồng thời giảm yêu cầu về hệ thống làm mát, giúp thiết bị đầu cuối nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn.
Tiêu thụ năng lượng thấp hơn. ① Thiết bị silicon carbide có điện trở khi bật rất thấp và tổn thất khi bật thấp; (2) Dòng rò của thiết bị silicon carbide giảm đáng kể so với thiết bị silicon, do đó giảm tổn thất điện năng; ③ Không có hiện tượng dòng điện kéo dài trong quá trình tắt thiết bị silicon carbide và tổn thất khi chuyển mạch thấp, giúp cải thiện đáng kể tần số chuyển mạch của các ứng dụng thực tế.
Chất nền SiC bán cách điện: Pha tạp N được sử dụng để kiểm soát chính xác điện trở suất của các sản phẩm dẫn điện bằng cách hiệu chuẩn mối quan hệ tương ứng giữa nồng độ pha tạp nitơ, tốc độ phát triển và điện trở suất của tinh thể.
Vật liệu nền bán cách điện có độ tinh khiết cao
Các thiết bị RF gốc carbon silicon bán cách điện được chế tạo thêm bằng cách phát triển lớp epitaxial gali nitride trên nền silicon carbide bán cách điện để chuẩn bị tấm epitaxial silicon nitride, bao gồm HEMT và các thiết bị RF gali nitride khác, chủ yếu được sử dụng trong liên lạc 5G, liên lạc xe cộ, ứng dụng quốc phòng, truyền dữ liệu, hàng không vũ trụ.
Tốc độ trôi electron bão hòa của vật liệu silicon carbide và gali nitride lần lượt gấp 2,0 và 2,5 lần so với silicon, do đó tần số hoạt động của các thiết bị silicon carbide và gali nitride cao hơn so với các thiết bị silicon truyền thống. Tuy nhiên, vật liệu gali nitride có nhược điểm là khả năng chịu nhiệt kém, trong khi silicon carbide có khả năng chịu nhiệt và dẫn nhiệt tốt, có thể bù đắp cho khả năng chịu nhiệt kém của các thiết bị gali nitride, do đó ngành công nghiệp sử dụng silicon carbide bán cách điện làm chất nền, và lớp epitaxial gan được phát triển trên chất nền silicon carbide để chế tạo các thiết bị RF.
Nếu có vi phạm, liên hệ xóa
Thời gian đăng: 16-07-2024