Karbida silikon SiCPerangkat ini merujuk 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
Keuntungan 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 dari Si, dapat meningkatkan kerapatan arus, frekuensi operasi, kapasitas tegangan tahan, dan mengurangi rugi-rugi nyala-mati, lebih cocok untuk aplikasi tegangan tinggi.
SiC memiliki kecepatan pergeseran saturasi elektron dua kali lebih besar dari Si, sehingga dapat beroperasi pada frekuensi lebih tinggi.
SiC memiliki konduktivitas termal 3 kali lebih besar dari Si, kinerja pembuangan panas lebih baik, dapat mendukung kepadatan daya tinggi dan mengurangi kebutuhan pembuangan panas, sehingga membuat perangkat lebih ringan.
Substrat konduktif
Substrat konduktif: Dengan menghilangkan berbagai kotoran dalam kristal, terutama kotoran tingkat dangkal, untuk mencapai resistivitas kristal yang tinggi secara intrinsik.
Konduktifsubstrat silikon karbidaLapisan SiC
Perangkat daya karbida silikon konduktif adalah melalui pertumbuhan lapisan epitaksial karbida silikon pada substrat konduktif, lembaran epitaksial karbida silikon diproses lebih lanjut, termasuk produksi dioda Schottky, MOSFET, IGBT, dll., terutama digunakan dalam kendaraan listrik, pembangkit listrik fotovoltaik, angkutan kereta api, pusat data, pengisian daya, dan infrastruktur lainnya. Manfaat kinerjanya adalah sebagai berikut:
Karakteristik tekanan tinggi yang ditingkatkan. Kekuatan medan listrik tembus silikon karbida lebih dari 10 kali lipat kekuatan medan listrik tembus silikon, yang membuat ketahanan tekanan tinggi perangkat silikon karbida jauh lebih tinggi daripada perangkat silikon yang setara.
Karakteristik suhu tinggi yang lebih baik. Karbida silikon memiliki konduktivitas termal yang lebih tinggi daripada silikon, yang membuat pembuangan panas perangkat lebih mudah dan suhu operasi batas lebih tinggi. Ketahanan suhu tinggi dapat menyebabkan peningkatan kepadatan daya yang signifikan, sekaligus mengurangi persyaratan pada sistem pendingin, sehingga terminal dapat lebih ringan dan lebih mini.
Konsumsi energi yang lebih rendah. ① Perangkat silikon karbida memiliki resistansi aktif yang sangat rendah dan kehilangan aktif yang rendah; (2) Arus bocor perangkat silikon karbida berkurang secara signifikan dibandingkan dengan perangkat silikon, sehingga mengurangi kehilangan daya; ③ Tidak ada fenomena tailing arus dalam proses mematikan perangkat silikon karbida, dan kehilangan 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 silikon karbida 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 dari bahan silikon karbida dan galium nitrida masing-masing adalah 2,0 dan 2,5 kali lipat dari silikon, sehingga frekuensi pengoperasian perangkat silikon karbida dan galium nitrida lebih besar daripada perangkat silikon tradisional. Akan tetapi, bahan galium nitrida memiliki kelemahan berupa ketahanan panas yang buruk, sedangkan silikon karbida memiliki ketahanan panas dan konduktivitas termal yang baik, yang dapat menutupi ketahanan panas yang buruk dari perangkat galium nitrida, sehingga 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 delete
Waktu posting: 16-Jul-2024