SiC ซิลิคอนคาร์ไบด์อุปกรณ์หมายถึงอุปกรณ์ที่ทำจากซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบ
ตามคุณสมบัติความต้านทานที่แตกต่างกัน มันถูกแบ่งออกเป็นอุปกรณ์พลังงานซิลิคอนคาร์ไบด์นำไฟฟ้าและซิลิคอนคาร์ไบด์กึ่งฉนวนอุปกรณ์คลื่นความถี่วิทยุ
รูปแบบอุปกรณ์หลักและการใช้งานของซิลิคอนคาร์ไบด์
ข้อได้เปรียบหลักของ SiC มากกว่าวัสดุศรีเป็น:
SiC มีช่องว่างแถบความถี่ 3 เท่าของ Si ซึ่งสามารถลดการรั่วซึมและเพิ่มความทนทานต่ออุณหภูมิได้
SiC มีความแรงของสนามพังทลายของ Si ถึง 10 เท่า สามารถปรับปรุงความหนาแน่นกระแส ความถี่ในการทำงาน ทนต่อความจุแรงดันไฟฟ้า และลดการสูญเสียการเปิด-ปิด เหมาะสำหรับการใช้งานไฟฟ้าแรงสูง
SiC มีความเร็วดริฟท์ของความอิ่มตัวของอิเล็กตรอนเป็นสองเท่าของ Si จึงสามารถทำงานที่ความถี่สูงกว่าได้
SiC มีค่าการนำความร้อนมากกว่า Si ถึง 3 เท่า ประสิทธิภาพการกระจายความร้อนดีขึ้น สามารถรองรับความหนาแน่นของพลังงานสูง และลดความต้องการการกระจายความร้อน ทำให้อุปกรณ์มีน้ำหนักเบา
สารตั้งต้นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า
สารตั้งต้นที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า: โดยการขจัดสิ่งเจือปนต่างๆ ในคริสตัล โดยเฉพาะสิ่งเจือปนในระดับตื้น เพื่อให้ได้ความต้านทานสูงจากภายในของคริสตัล
สื่อกระแสไฟฟ้าพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์เวเฟอร์ SiC
อุปกรณ์พลังงานซิลิกอนคาร์ไบด์แบบนำไฟฟ้านั้นผ่านการเจริญเติบโตของชั้น epitaxial ของซิลิกอนคาร์ไบด์บนพื้นผิวที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้า แผ่น epitaxial ของซิลิกอนคาร์ไบด์จะถูกประมวลผลเพิ่มเติม รวมถึงการผลิตไดโอด Schottky, MOSFET, IGBT ฯลฯ ส่วนใหญ่ใช้ในยานพาหนะไฟฟ้า พลังงานไฟฟ้าโซลาร์เซลล์ การขนส่งทางรถไฟ ศูนย์ข้อมูล การชาร์จไฟ และโครงสร้างพื้นฐานอื่นๆ ผลประโยชน์ด้านประสิทธิภาพมีดังนี้:
ปรับปรุงลักษณะแรงดันสูง ความแรงของสนามไฟฟ้าสลายของซิลิคอนคาร์ไบด์มากกว่า 10 เท่าของซิลิคอน ซึ่งทำให้ความต้านทานแรงดันสูงของอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์สูงกว่าความต้านทานแรงดันสูงของอุปกรณ์ซิลิกอนที่เทียบเท่าอย่างมีนัยสำคัญ
ลักษณะอุณหภูมิสูงที่ดีขึ้น ซิลิคอนคาร์ไบด์มีค่าการนำความร้อนสูงกว่าซิลิคอน ซึ่งทำให้การกระจายความร้อนของอุปกรณ์ง่ายขึ้นและจำกัดอุณหภูมิในการทำงานให้สูงขึ้น การทนต่ออุณหภูมิสูงสามารถนำไปสู่ความหนาแน่นของพลังงานที่เพิ่มขึ้นอย่างมาก ขณะเดียวกันก็ลดความต้องการในระบบทำความเย็น เพื่อให้หน้าจอเทอร์มินัลมีน้ำหนักเบาและย่อขนาดได้มากขึ้น
ลดการใช้พลังงาน 1 อุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์มีความต้านทานต่อและการสูญเสียต่ำมาก (2) กระแสรั่วไหลของอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ซิลิกอน จึงช่วยลดการสูญเสียพลังงาน 3 ไม่มีปรากฏการณ์ tailing ในปัจจุบันในกระบวนการปิดของอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ และการสูญเสียการสลับอยู่ในระดับต่ำ ซึ่งช่วยเพิ่มความถี่ในการสลับของการใช้งานจริงอย่างมาก
สารตั้งต้น SiC กึ่งหุ้มฉนวน: การใช้สารโด๊ป N เพื่อควบคุมความต้านทานของผลิตภัณฑ์ที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอย่างแม่นยำ โดยการสอบเทียบความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันระหว่างความเข้มข้นของสารโด๊ปไนโตรเจน อัตราการเติบโต และความต้านทานของคริสตัล
วัสดุพื้นผิวกึ่งฉนวนที่มีความบริสุทธิ์สูง
อุปกรณ์ RF ที่ใช้ซิลิกอนคาร์บอนกึ่งหุ้มฉนวนถูกผลิตขึ้นเพิ่มเติมโดยการเพิ่มชั้นเอพิเทกเซียลของแกลเลียมไนไตรด์บนพื้นผิวซิลิกอนคาร์ไบด์กึ่งฉนวนเพื่อเตรียมแผ่นเอพิเทเชียลซิลิคอนไนไตรด์ ซึ่งรวมถึง HEMT และอุปกรณ์ RF แกลเลียมไนไตรด์อื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการสื่อสาร 5G, การสื่อสารในรถยนต์, การใช้งานด้านการป้องกัน การส่งข้อมูล การบินและอวกาศ
อัตราการดริฟท์ของอิเล็กตรอนอิ่มตัวของวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์และแกลเลียมไนไตรด์คือ 2.0 และ 2.5 เท่าของซิลิกอนตามลำดับ ดังนั้นความถี่ในการทำงานของอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์และแกลเลียมไนไตรด์จึงมากกว่าความถี่ของอุปกรณ์ซิลิกอนแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม วัสดุแกลเลียมไนไตรด์มีข้อเสียคือทนความร้อนได้ต่ำ ในขณะที่ซิลิคอนคาร์ไบด์มีความต้านทานความร้อนและการนำความร้อนได้ดี ซึ่งสามารถชดเชยการต้านทานความร้อนต่ำของอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ ดังนั้นอุตสาหกรรมจึงใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์กึ่งฉนวนเป็นสารตั้งต้น และชั้น epitaxis ของแกนถูกปลูกไว้บนซับสเตรตซิลิคอนคาร์ไบด์เพื่อผลิตอุปกรณ์ RF
หากมีการละเมิดให้ติดต่อลบ
เวลาโพสต์: Jul-16-2024