Carburo di silicio SiCdispositivo si riferisce al dispositivo realizzato in carburo di silicio come materia prima.
In base alle diverse proprietà di resistenza, è suddiviso in dispositivi di potenza conduttivi in carburo di silicio ecarburo di silicio semiisolatoDispositivi RF.
Principali forme e applicazioni dei dispositivi del carburo di silicio
I principali vantaggi del SiC overMateriali SiSono:
Il SiC ha una banda proibita 3 volte quella del Si, che può ridurre le perdite e aumentare la tolleranza alla temperatura.
Il SiC ha 10 volte l'intensità del campo di rottura del Si, può migliorare la densità di corrente, la frequenza operativa, resistere alla capacità di tensione e ridurre la perdita on-off, più adatto per applicazioni ad alta tensione.
Il SiC ha una velocità di deriva della saturazione elettronica doppia rispetto al Si, quindi può funzionare a una frequenza più elevata.
Il SiC ha 3 volte la conduttività termica del Si, migliori prestazioni di dissipazione del calore, può supportare un'elevata densità di potenza e ridurre i requisiti di dissipazione del calore, rendendo il dispositivo più leggero.
Substrato conduttivo
Substrato conduttivo: rimuovendo varie impurità nel cristallo, in particolare impurità di livello superficiale, per ottenere l'elevata resistività intrinseca del cristallo.
Conduttivosubstrato di carburo di silicioWafer SiC
Il dispositivo di potenza conduttivo al carburo di silicio avviene attraverso la crescita dello strato epitassiale di carburo di silicio sul substrato conduttivo, il foglio epitassiale di carburo di silicio viene ulteriormente lavorato, compresa la produzione di diodi Schottky, MOSFET, IGBT, ecc., utilizzati principalmente nei veicoli elettrici, energia fotovoltaica generazione, transito ferroviario, data center, ricarica e altre infrastrutture. I vantaggi in termini di prestazioni sono i seguenti:
Caratteristiche migliorate di alta pressione. L'intensità del campo elettrico di rottura del carburo di silicio è più di 10 volte quella del silicio, il che rende la resistenza alle alte pressioni dei dispositivi al carburo di silicio significativamente superiore a quella dei dispositivi al silicio equivalenti.
Migliori caratteristiche alle alte temperature. Il carburo di silicio ha una conduttività termica maggiore rispetto al silicio, il che facilita la dissipazione del calore del dispositivo e aumenta la temperatura operativa limite. La resistenza alle alte temperature può portare ad un aumento significativo della densità di potenza, riducendo al tempo stesso i requisiti del sistema di raffreddamento, in modo che il terminale possa essere più leggero e miniaturizzato.
Minore consumo energetico. ① Il dispositivo in carburo di silicio ha una resistenza molto bassa e una perdita di conduzione molto bassa; (2) La corrente di dispersione dei dispositivi al carburo di silicio è significativamente ridotta rispetto a quella dei dispositivi al silicio, riducendo così la perdita di potenza; ③ Non vi è alcun fenomeno di scodamento della corrente nel processo di spegnimento dei dispositivi in carburo di silicio e la perdita di commutazione è bassa, il che migliora notevolmente la frequenza di commutazione delle applicazioni pratiche.
Substrato SiC semi-isolato: il drogaggio N viene utilizzato per controllare accuratamente la resistività dei prodotti conduttivi calibrando la relazione corrispondente tra concentrazione di drogaggio di azoto, tasso di crescita e resistività dei cristalli.
Materiale del substrato semiisolante ad elevata purezza
I dispositivi RF semi-isolati a base di carbonio e silicio vengono ulteriormente realizzati facendo crescere lo strato epitassiale di nitruro di gallio su un substrato di carburo di silicio semi-isolato per preparare un foglio epitassiale di nitruro di silicio, inclusi HEMT e altri dispositivi RF di nitruro di gallio, utilizzati principalmente nelle comunicazioni 5G, nelle comunicazioni dei veicoli, applicazioni per la difesa, trasmissione dati, aerospaziale.
Il tasso di deriva degli elettroni saturi dei materiali in carburo di silicio e nitruro di gallio è rispettivamente 2,0 e 2,5 volte quello del silicio, quindi la frequenza operativa dei dispositivi in carburo di silicio e nitruro di gallio è maggiore di quella dei tradizionali dispositivi in silicio. Tuttavia, il materiale in nitruro di gallio presenta lo svantaggio di una scarsa resistenza al calore, mentre il carburo di silicio ha una buona resistenza al calore e conduttività termica, che può compensare la scarsa resistenza al calore dei dispositivi in nitruro di gallio, quindi l'industria utilizza come substrato il carburo di silicio semi-isolato e lo strato epitassiale gan viene coltivato sul substrato di carburo di silicio per produrre dispositivi RF.
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Orario di pubblicazione: 16 luglio 2024