Carboneto de silício SiCdispositivo refere-se ao dispositivo feito de carboneto de silício como matéria-prima.
De acordo com as diferentes propriedades de resistência, é dividido em dispositivos de potência condutores de carboneto de silício 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 um band gap 3 vezes maior que o 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 de operação, suportar a capacidade de tensão e reduzir a perda liga-desliga, 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: Ao remover várias impurezas do cristal, especialmente impurezas de nível superficial, para atingir a alta resistividade intrínseca do cristal.
Condutorsubstrato de carboneto de silícioBolacha de SiC
O dispositivo de alimentação de carboneto de silício condutor é através do crescimento da camada epitaxial de carboneto de silício no substrato condutor, a folha epitaxial de carboneto de silício é posteriormente processada, incluindo a produção de diodos Schottky, MOSFET, IGBT, etc., usados principalmente em veículos elétricos, energia fotovoltaica geração, trânsito ferroviário, data center, cobrança e outras infraestruturas. Os benefícios de desempenho são os seguintes:
Características aprimoradas de alta pressão. 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 dos dispositivos de silício equivalentes.
Melhores características de alta temperatura. O carboneto de silício tem uma condutividade térmica mais alta que o silício, o que facilita a dissipação de calor do dispositivo e aumenta a temperatura limite de operação. A resistência a altas temperaturas pode levar a um aumento significativo na densidade de potência, ao mesmo tempo que reduz os requisitos do sistema de refrigeração, para que o terminal possa ser mais leve e miniaturizado.
Menor consumo de energia. ① O dispositivo de carboneto de silício tem resistência e perda muito baixas; (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 com N é usada para controlar com precisão a resistividade de produtos condutores, calibrando a relação correspondente entre a concentração de dopagem com nitrogênio, taxa de crescimento e resistividade do cristal.
Material de substrato semi-isolante de alta pureza
Dispositivos de RF semi-isolados à base de carbono e silício são fabricados ainda mais através do crescimento da camada epitaxial de nitreto de gálio em substrato de carboneto de silício semi-isolado para preparar a folha epitaxial de nitreto de silício, incluindo HEMT e outros dispositivos de RF de nitreto de gálio, usados principalmente em comunicações 5G, comunicações de veículos, aplicações de defesa, transmissão de dados, aeroespacial.
A taxa de deriva eletrônica saturada 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 operacional dos dispositivos de carboneto de silício e nitreto de gálio é maior do que a dos dispositivos tradicionais de silício. No entanto, o material de nitreto de gálio tem a desvantagem de baixa resistência ao calor, enquanto o carboneto de silício tem boa resistência ao calor e condutividade térmica, o que pode compensar a baixa resistência ao calor dos dispositivos de nitreto de gálio, de modo que a indústria utiliza o carboneto de silício semi-isolado como substrato , e uma camada epitaxial é cultivada no substrato de carboneto de silício para fabricar dispositivos de RF.
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Horário da postagem: 16 de julho de 2024