Carburo de silicio SiCdispositivo se refiere al dispositivo hecho de carburo de silicio como materia prima.
Según las diferentes propiedades de resistencia, se divide en dispositivos de potencia de carburo de silicio conductor ycarburo de silicio semiaisladoDispositivos de radiofrecuencia.
Principales formas de dispositivos y aplicaciones del carburo de silicio.
Las principales ventajas del SiC sobremateriales de sison:
El SiC tiene una banda prohibida 3 veces mayor que la del Si, lo que puede reducir las fugas y aumentar la tolerancia a la temperatura.
El SiC tiene 10 veces la intensidad del campo de ruptura del Si, puede mejorar la densidad de corriente, la frecuencia de operación, soportar la capacidad de voltaje y reducir la pérdida de encendido y apagado, lo que es más adecuado para aplicaciones de alto voltaje.
El SiC tiene el doble de velocidad de deriva de saturación de electrones que el Si, por lo que puede funcionar a una frecuencia más alta.
El SiC tiene 3 veces la conductividad térmica del Si, un mejor rendimiento de disipación de calor, puede soportar una alta densidad de potencia y reducir los requisitos de disipación de calor, lo que hace que el dispositivo sea más liviano.
Sustrato conductor
Sustrato conductor: mediante la eliminación de diversas impurezas en el cristal, especialmente las impurezas de nivel superficial, para lograr la alta resistividad intrínseca del cristal.
Conductivosustrato de carburo de siliciooblea de SiC
El dispositivo de energía de carburo de silicio conductor se realiza mediante el crecimiento de la capa epitaxial de carburo de silicio sobre el sustrato conductor, la lámina epitaxial de carburo de silicio se procesa aún más, incluida la producción de diodos Schottky, MOSFET, IGBT, etc., utilizados principalmente en vehículos eléctricos, energía fotovoltaica. generación, tránsito ferroviario, centro de datos, carga y otras infraestructuras. Los beneficios de rendimiento son los siguientes:
Características mejoradas de alta presión. La intensidad del campo eléctrico de ruptura del carburo de silicio es más de 10 veces mayor que la del silicio, lo que hace que la resistencia a alta presión de los dispositivos de carburo de silicio sea significativamente mayor que la de los dispositivos de silicio equivalentes.
Mejores características de alta temperatura. El carburo de silicio tiene una conductividad térmica más alta que el silicio, lo que hace que la disipación de calor del dispositivo sea más fácil y la temperatura límite de funcionamiento sea más alta. La resistencia a altas temperaturas puede conducir a un aumento significativo de la densidad de potencia, al tiempo que reduce los requisitos sobre el sistema de refrigeración, de modo que el terminal puede ser más ligero y miniaturizado.
Menor consumo de energía. ① El dispositivo de carburo de silicio tiene muy baja resistencia y baja pérdida; (2) La corriente de fuga de los dispositivos de carburo de silicio se reduce significativamente que la de los dispositivos de silicio, lo que reduce la pérdida de energía; ③ No hay ningún fenómeno de cola actual en el proceso de apagado de los dispositivos de carburo de silicio y la pérdida de conmutación es baja, lo que mejora en gran medida la frecuencia de conmutación de aplicaciones prácticas.
Sustrato de SiC semiaislado: el dopaje con N se utiliza para controlar con precisión la resistividad de los productos conductores calibrando la relación correspondiente entre la concentración de dopaje con nitrógeno, la tasa de crecimiento y la resistividad del cristal.
Material de sustrato semiaislante de alta pureza
Los dispositivos de RF a base de silicio y carbono semiaislados se fabrican además cultivando una capa epitaxial de nitruro de galio sobre un sustrato de carburo de silicio semiaislado para preparar una lámina epitaxial de nitruro de silicio, incluidos HEMT y otros dispositivos de RF de nitruro de galio, utilizados principalmente en comunicaciones 5G, comunicaciones de vehículos, aplicaciones de defensa, transmisión de datos, aeroespacial.
La tasa de deriva de electrones saturados de los materiales de carburo de silicio y nitruro de galio es 2,0 y 2,5 veces mayor que la del silicio respectivamente, por lo que la frecuencia de funcionamiento de los dispositivos de carburo de silicio y nitruro de galio es mayor que la de los dispositivos de silicio tradicionales. Sin embargo, el material de nitruro de galio tiene la desventaja de una mala resistencia al calor, mientras que el carburo de silicio tiene buena resistencia al calor y conductividad térmica, lo que puede compensar la mala resistencia al calor de los dispositivos de nitruro de galio, por lo que la industria utiliza el carburo de silicio semiaislado como sustrato. y la capa epitaxial de gan se cultiva sobre el sustrato de carburo de silicio para fabricar dispositivos de RF.
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Hora de publicación: 16-jul-2024