SiC silicon carbideThiết bị này đề cập đến thiết bị được làm từ cacbua silic làm nguyên liệu thô.
Dựa trên các đặc tính điện trở khác nhau, nó được chia thành các thiết bị điện tử công suất silicon carbide dẫn điện vàcacbua silic bán cách điệnThiết bị RF.
Các dạng thiết bị chính và ứng dụng của silicon carbide
Những ưu điểm chính của SiC so với...Vật liệu Silà:
SiC có độ rộng vùng cấm gấp 3 lần so với Si, điều này có thể giảm hiện tượng rò rỉ và tăng khả năng chịu nhiệt.
SiC có cường độ điện 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 hao khi bật/tắt, phù hợp hơn cho các ứng dụng điện áp cao.
SiC có tốc độ trôi bão hòa điện tử gấp đôi so với 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 các tạp chất khác nhau trong tinh thể, đặc biệt là các tạp chất ở mức nông, để đạt được điện trở suất cao vốn có của tinh thể.
Dẫn điệnchất nền cacbua silicTấm wafer SiC
Thiết bị điện tử sử dụng silicon carbide dẫn điện được chế tạo bằng cách nuôi cấy lớp màng silicon carbide trên chất nền dẫn điện. Sau đó, tấm màng silicon carbide được xử lý tiếp, bao gồm sản xuất điốt Schottky, MOSFET, IGBT, v.v., chủ yếu được sử dụng trong xe điện, sản xuất điện mặt trời, vận tải đường sắt, trung tâm dữ liệu, trạm sạc và các cơ sở hạ tầng khác. Lợi ích về hiệu năng như sau:
Đặc tính chịu áp suất cao được cải thiện. Cường độ điện trường đánh thủng của cacbua silic cao hơn gấp hơn 10 lần so với silic, điều này làm cho khả năng chịu áp suất cao của các thiết bị cacbua silic cao hơn đáng kể so với các thiết bị silic tương đương.
Đặc tính chịu nhiệt tốt hơn. Silicon carbide có độ dẫn nhiệt cao hơn silicon, giúp thiết bị tản nhiệt dễ dàng hơn và giới hạn nhiệt độ hoạt động cao hơn. Khả năng chịu nhiệt cao có thể dẫn đến sự gia tăng đáng kể mật độ công suất, đồng thời giảm yêu cầu đối với hệ thống làm mát, giúp thiết bị đầu cuối trở nên nhẹ hơn và nhỏ gọn hơn.
Tiêu thụ năng lượng thấp hơn. ① Thiết bị silicon carbide có điện trở bật rất thấp và tổn hao bật thấp; (2) Dòng rò của thiết bị silicon carbide giảm đáng kể so với thiết bị silicon, do đó giảm tổn hao điện năng; ③ Không có hiện tượng kéo dài dòng điện trong quá trình tắt của thiết bị silicon carbide và tổn hao chuyển mạch thấp, giúp cải thiện đáng kể tần số chuyển mạch trong các ứng dụng thực tế.
Chất nền SiC bán cách điện: Việc pha tạp N được sử dụng để kiểm soát chính xác điện trở suất của các sản phẩm dẫn điện bằng cách hiệu chỉnh mối quan hệ tương ứng giữa nồng độ pha tạp nitơ, tốc độ tăng trưởng và điện trở suất của tinh thể.
Vật liệu nền bán cách điện có độ tinh khiết cao
Các thiết bị RF dựa trên silicon cacbon bán cách điện được chế tạo bằng cách nuôi cấy lớp màng mỏng gallium nitride trên chất nền silicon carbide bán cách điện để tạo ra tấm màng mỏng silicon nitride, bao gồm HEMT và các thiết bị RF gallium nitride khác, chủ yếu được sử dụng trong truyền thông 5G, truyền thông xe cộ, ứng dụng quốc phòng, truyền dữ liệu và hàng không vũ trụ.
Tốc độ trôi điện tử bão hòa của vật liệu silicon carbide và gallium 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 gallium nitride cao hơn so với các thiết bị silicon truyền thống. Tuy nhiên, vật liệu gallium 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 gallium nitride, vì vậy ngành công nghiệp sử dụng silicon carbide bán cách điện làm chất nền, và một lớp màng mỏng được nuôi cấy trên chất nền silicon carbide để chế tạo các thiết bị RF.
Nếu có vi phạm, hãy liên hệ để xóa.
Thời gian đăng bài: 16/07/2024