SiC silikon karbidaperangkat mengacu pada perangkat yang terbuat dari silikon karbida sebagai bahan bakunya.
Menurut sifat resistansi yang berbeda, dibagi menjadi perangkat daya silikon karbida konduktif dansilikon karbida semi-terisolasiPerangkat RF.
Bentuk perangkat utama dan aplikasi silikon karbida
Keunggulan utama SiC dibandingkanBahan Siadalah:
SiC memiliki celah pita 3 kali lipat dari Si, yang dapat mengurangi kebocoran dan meningkatkan toleransi suhu.
SiC memiliki kekuatan medan tembus 10 kali lebih besar daripada Si, dapat meningkatkan kerapatan arus, frekuensi operasi, menahan kapasitas tegangan, dan mengurangi rugi-rugi nyala-mati, lebih cocok untuk aplikasi tegangan tinggi.
SiC memiliki kecepatan pergeseran saturasi elektron dua kali lebih besar daripada Si, sehingga dapat beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi.
SiC memiliki konduktivitas termal 3 kali lebih besar dari Si, kinerja pembuangan panas yang lebih baik, dapat mendukung kepadatan daya tinggi dan mengurangi kebutuhan pembuangan panas, membuat perangkat lebih ringan.
Substrat konduktif
Substrat konduktif: Dengan menghilangkan berbagai pengotor dalam kristal, terutama pengotor tingkat dangkal, untuk mencapai resistivitas kristal yang tinggi secara intrinsik.
Konduktifsubstrat silikon karbidaWafer SiC
Perangkat daya silikon karbida konduktif diproses lebih lanjut melalui pertumbuhan lapisan epitaksial silikon karbida pada substrat konduktif, termasuk produksi dioda Schottky, MOSFET, IGBT, dll., yang terutama digunakan dalam kendaraan listrik, pembangkit listrik fotovoltaik, transportasi kereta api, pusat data, pengisian daya, dan infrastruktur lainnya. Keunggulan kinerjanya adalah sebagai berikut:
Peningkatan karakteristik tekanan tinggi. Kekuatan medan listrik tembus silikon karbida lebih dari 10 kali lipat kekuatan medan listrik tembus silikon, sehingga ketahanan tekanan tinggi perangkat silikon karbida secara signifikan lebih tinggi daripada perangkat silikon yang setara.
Karakteristik suhu tinggi yang lebih baik. Silikon karbida memiliki konduktivitas termal yang lebih tinggi daripada silikon, sehingga memudahkan pembuangan panas perangkat dan meningkatkan batas suhu operasi. Ketahanan suhu tinggi dapat meningkatkan kepadatan daya secara signifikan, sekaligus mengurangi kebutuhan sistem pendingin, sehingga terminal dapat lebih ringan dan mini.
Konsumsi energi yang lebih rendah. ① Perangkat silikon karbida memiliki resistansi nyala yang sangat rendah dan rugi-rugi nyala yang rendah; (2) Arus bocor perangkat silikon karbida berkurang secara signifikan dibandingkan perangkat silikon, sehingga mengurangi rugi-rugi daya; ③ Tidak ada fenomena tailing arus dalam proses mematikan perangkat silikon karbida, dan rugi-rugi pengalihan rendah, yang sangat meningkatkan frekuensi pengalihan aplikasi praktis.
Substrat SiC semi-terisolasi: Doping N digunakan untuk mengontrol resistivitas produk konduktif secara akurat dengan mengkalibrasi hubungan yang sesuai antara konsentrasi doping nitrogen, laju pertumbuhan, dan resistivitas kristal.
Bahan substrat semi-isolasi dengan kemurnian tinggi
Perangkat RF berbasis karbon silikon semi-terisolasi selanjutnya dibuat dengan menumbuhkan lapisan epitaksial galium nitrida pada substrat karbida silikon semi-terisolasi untuk menyiapkan lembaran epitaksial silikon nitrida, termasuk HEMT dan perangkat RF galium nitrida lainnya, yang terutama digunakan dalam komunikasi 5G, komunikasi kendaraan, aplikasi pertahanan, transmisi data, dan kedirgantaraan.
Laju pergeseran elektron jenuh material silikon karbida dan galium nitrida masing-masing 2,0 dan 2,5 kali lipat dari silikon, sehingga frekuensi operasi perangkat silikon karbida dan galium nitrida lebih tinggi daripada perangkat silikon tradisional. Namun, material galium nitrida memiliki kekurangan berupa ketahanan panas yang buruk, sementara silikon karbida memiliki ketahanan panas dan konduktivitas termal yang baik, yang dapat menutupi kekurangan ketahanan panas perangkat galium nitrida. Oleh karena itu, industri menggunakan silikon karbida semi-terisolasi sebagai substrat, dan lapisan epitaksial gan ditumbuhkan pada substrat silikon karbida untuk memproduksi perangkat RF.
Jika ada pelanggaran, hubungi hapus
Waktu posting: 16-Jul-2024