SiC silikon karbidaPerangkat ini merujuk pada perangkat yang terbuat dari silikon karbida sebagai bahan baku.
Berdasarkan sifat resistansi yang berbeda, perangkat ini dibagi menjadi perangkat daya silikon karbida konduktif dansilikon karbida semi-terisolasiPerangkat RF.
Bentuk dan aplikasi utama perangkat silikon karbida
Keunggulan utama SiC dibandingkan denganBahan Siadalah:
SiC memiliki celah pita energi 3 kali lipat dari Si, yang dapat mengurangi kebocoran dan meningkatkan toleransi suhu.
SiC memiliki kekuatan medan tembus 10 kali lipat dari Si, dapat meningkatkan kepadatan arus, frekuensi operasi, kapasitas tegangan tahan, dan mengurangi kerugian on-off, sehingga lebih cocok untuk aplikasi tegangan tinggi.
SiC memiliki kecepatan hanyut saturasi elektron dua kali lipat dari Si, sehingga dapat beroperasi pada frekuensi yang lebih tinggi.
SiC memiliki konduktivitas termal 3 kali lipat dari Si, kinerja pembuangan panas yang lebih baik, dapat mendukung kepadatan daya tinggi dan mengurangi kebutuhan pembuangan panas, sehingga membuat perangkat lebih ringan.
Substrat konduktif
Substrat konduktif: Dengan menghilangkan berbagai pengotor dalam kristal, terutama pengotor tingkat dangkal, untuk mencapai resistivitas intrinsik kristal yang tinggi.
Konduktifsubstrat silikon karbidawafer SiC
Perangkat daya silikon karbida konduktif dibuat melalui pertumbuhan lapisan epitaksial silikon karbida pada substrat konduktif, lembaran epitaksial silikon karbida tersebut kemudian diproses lebih lanjut, 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. Manfaat kinerjanya adalah sebagai berikut:
Karakteristik tekanan tinggi yang ditingkatkan. Kekuatan medan listrik tembus silikon karbida lebih dari 10 kali lipat dari silikon, yang membuat 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, yang membuat pembuangan panas perangkat lebih mudah dan batas suhu operasi lebih tinggi. Ketahanan suhu tinggi dapat menyebabkan peningkatan kepadatan daya yang signifikan, sekaligus mengurangi kebutuhan pada sistem pendingin, sehingga terminal dapat lebih ringan dan berukuran lebih kecil.
Konsumsi energi lebih rendah. ① Perangkat silikon karbida memiliki resistansi on yang sangat rendah dan kerugian on yang rendah; (2) Arus bocor perangkat silikon karbida secara signifikan berkurang dibandingkan dengan perangkat silikon, sehingga mengurangi kehilangan daya; ③ Tidak ada fenomena ekor arus dalam proses pemutusan perangkat silikon karbida, dan kerugian switching rendah, yang sangat meningkatkan frekuensi switching 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 silikon karbon semi-isolasi selanjutnya dibuat dengan menumbuhkan lapisan epitaksial galium nitrida pada substrat silikon karbida semi-isolasi 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 besar daripada perangkat silikon tradisional. Namun, material galium nitrida memiliki kelemahan berupa ketahanan panas yang buruk, sedangkan silikon karbida memiliki ketahanan panas dan konduktivitas termal yang baik, yang dapat menutupi kekurangan ketahanan panas perangkat galium nitrida, sehingga industri menggunakan silikon karbida semi-isolasi sebagai substrat, dan lapisan epitaksial ditumbuhkan pada substrat silikon karbida untuk memproduksi perangkat RF.
Jika terjadi pelanggaran, hubungi delete.
Waktu posting: 16 Juli 2024