Carboneto de silício SiCdispositivo refere-se ao dispositivo feito de carboneto de silício como matéria-prima.
De acordo com as diferentes propriedades de resistência, ele é dividido em dispositivos de energia de carboneto de silício condutor ecarboneto de silício semi-isoladoDispositivos de RF.
Principais formas de dispositivos e aplicações de carboneto de silício
As principais vantagens do SiC sobreMateriais de Sisão:
O SiC tem uma banda proibida 3 vezes maior que a do Si, o que pode reduzir vazamentos e aumentar a tolerância à temperatura.
O SiC tem 10 vezes a intensidade do campo de ruptura do Si, pode melhorar a densidade de corrente, a frequência operacional, a capacidade de suportar tensão e reduzir a perda on-off, mais adequado para aplicações de alta tensão.
O SiC tem o dobro da velocidade de deriva de saturação de elétrons do Si, portanto pode operar em uma frequência mais alta.
O SiC tem 3 vezes a condutividade térmica do Si, melhor desempenho de dissipação de calor, pode suportar alta densidade de potência e reduzir os requisitos de dissipação de calor, tornando o dispositivo mais leve.
Substrato condutor
Substrato condutor: removendo várias impurezas do cristal, especialmente impurezas de nível raso, para atingir a alta resistividade intrínseca do cristal.
Condutorsubstrato de carboneto de silícioWafer de SiC
O dispositivo de energia condutivo de carboneto de silício é alimentado por meio do crescimento de uma camada epitaxial de carboneto de silício sobre um substrato condutor. A folha epitaxial de carboneto de silício é processada posteriormente, incluindo a produção de diodos Schottky, MOSFETs, IGBTs, etc., sendo utilizados principalmente em veículos elétricos, geração de energia fotovoltaica, transporte ferroviário, data centers, carregamento e outras infraestruturas. Os benefícios de desempenho são os seguintes:
Características de alta pressão aprimoradas. A intensidade do campo elétrico de ruptura do carboneto de silício é mais de 10 vezes maior que a do silício, o que torna a resistência à alta pressão dos dispositivos de carboneto de silício significativamente maior do que a de dispositivos de silício equivalentes.
Melhores características em altas temperaturas. O carboneto de silício possui uma condutividade térmica maior que o silício, o que facilita a dissipação de calor do dispositivo e eleva a temperatura limite de operação. A resistência a altas temperaturas pode levar a um aumento significativo na densidade de potência, reduzindo os requisitos do sistema de resfriamento, permitindo que o terminal seja mais leve e miniaturizado.
Menor consumo de energia. ① O dispositivo de carboneto de silício tem resistência de ativação muito baixa e baixa perda de ativação; (2) A corrente de fuga dos dispositivos de carboneto de silício é significativamente reduzida do que a dos dispositivos de silício, reduzindo assim a perda de energia; ③ Não há fenômeno de cauda de corrente no processo de desligamento dos dispositivos de carboneto de silício, e a perda de comutação é baixa, o que melhora muito a frequência de comutação de aplicações práticas.
Substrato de SiC semi-isolado: a dopagem de N é usada para controlar com precisão a resistividade de produtos condutores, calibrando a relação correspondente entre a concentração de dopagem de nitrogênio, a taxa de crescimento e a resistividade do cristal.
Material de substrato semi-isolante de alta pureza
Dispositivos de RF semi-isolados à base de carbono e silício são produzidos pelo crescimento de uma camada epitaxial de nitreto de gálio em um substrato de carboneto de silício semi-isolado para preparar uma folha epitaxial de nitreto de silício, incluindo HEMT e outros dispositivos de RF de nitreto de gálio, usados principalmente em comunicações 5G, comunicações veiculares, aplicações de defesa, transmissão de dados e indústria aeroespacial.
A taxa de deriva de elétrons saturados dos materiais de carboneto de silício e nitreto de gálio é 2,0 e 2,5 vezes maior que a do silício, respectivamente, portanto, a frequência de operação dos dispositivos de carboneto de silício e nitreto de gálio é maior do que a dos dispositivos de silício tradicionais. No entanto, o material de nitreto de gálio tem a desvantagem de baixa resistência ao calor, enquanto o carboneto de silício possui boa resistência ao calor e boa condutividade térmica, o que pode compensar a baixa resistência ao calor dos dispositivos de nitreto de gálio. Portanto, a indústria utiliza carboneto de silício semi-isolado como substrato, e uma camada epitaxial é cultivada no substrato de carboneto de silício para fabricar dispositivos de RF.
Se houver infração, entre em contato para excluir
Horário da publicação: 16 de julho de 2024