ซิลิกอนคาร์ไบด์ SiCอุปกรณ์หมายถึงอุปกรณ์ที่ทำจากซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นวัตถุดิบ
ตามคุณสมบัติความต้านทานที่แตกต่างกัน แบ่งออกเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าซิลิคอนคาร์ไบด์นำไฟฟ้าและซิลิกอนคาร์ไบด์กึ่งฉนวนอุปกรณ์ RF
รูปแบบอุปกรณ์หลักและการใช้งานของซิลิกอนคาร์ไบด์
ข้อได้เปรียบหลักของ SiC เหนือวัสดุซิเป็น:
SiC มีแบนด์แก๊ป 3 เท่าของ Si ซึ่งสามารถลดการรั่วไหลและเพิ่มความทนทานต่ออุณหภูมิได้
SiC มีความแข็งแรงของสนามพังทลายมากกว่า Si ถึง 10 เท่า จึงสามารถปรับปรุงความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า ความถี่ในการทำงาน ทนต่อความจุแรงดันไฟฟ้า และลดการสูญเสียการเปิด-ปิด เหมาะสำหรับการใช้งานแรงดันไฟฟ้าสูงมากกว่า
SiC มีความเร็วดริฟต์ความอิ่มตัวของอิเล็กตรอนที่เร็วกว่า Si ถึงสองเท่า จึงสามารถทำงานที่ความถี่สูงกว่าได้
SiC มีค่าการนำความร้อนมากกว่า Si ถึง 3 เท่า มีประสิทธิภาพการกระจายความร้อนที่ดีกว่า รองรับความหนาแน่นของพลังงานสูง และลดความต้องการการกระจายความร้อน ทำให้เครื่องมีน้ำหนักเบากว่า
สารตั้งต้นที่มีสภาพนำไฟฟ้า
สารตั้งต้นที่นำไฟฟ้า: โดยการกำจัดสิ่งเจือปนต่างๆ ในคริสตัล โดยเฉพาะสิ่งเจือปนในระดับตื้น เพื่อให้ได้ค่าความต้านทานภายในที่สูงของคริสตัล
การนำไฟฟ้าสารตั้งต้นซิลิกอนคาร์ไบด์เวเฟอร์ SiC
อุปกรณ์จ่ายไฟซิลิคอนคาร์ไบด์แบบนำไฟฟ้า เกิดจากการนำชั้นอิพิแทกเซียลซิลิคอนคาร์ไบด์มาเคลือบบนแผ่นตัวนำ จากนั้นแผ่นอิพิแทกเซียลซิลิคอนคาร์ไบด์จะถูกนำไปผ่านกระบวนการเพิ่มเติม ซึ่งรวมถึงการผลิตไดโอด Schottky, MOSFET, IGBT และอื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในยานยนต์ไฟฟ้า การผลิตพลังงานแสงอาทิตย์ ระบบขนส่งมวลชนทางราง ศูนย์ข้อมูล การชาร์จ และโครงสร้างพื้นฐานอื่นๆ ประโยชน์ด้านประสิทธิภาพมีดังนี้:
คุณสมบัติแรงดันสูงที่ได้รับการปรับปรุง ความแข็งแรงของสนามไฟฟ้าสลายตัวของซิลิกอนคาร์ไบด์สูงกว่าซิลิกอนถึง 10 เท่า ซึ่งทำให้อุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์มีความต้านทานแรงดันสูงสูงกว่าอุปกรณ์ซิลิกอนที่เทียบเท่ากันอย่างมีนัยสำคัญ
คุณสมบัติอุณหภูมิสูงที่ดีขึ้น ซิลิคอนคาร์ไบด์มีค่าการนำความร้อนสูงกว่าซิลิคอน ทำให้อุปกรณ์ระบายความร้อนได้ง่ายขึ้นและอุณหภูมิการทำงานสูงสุดสูงขึ้น ความทนทานต่ออุณหภูมิสูงสามารถเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานได้อย่างมีนัยสำคัญ ในขณะเดียวกันก็ลดความต้องการในระบบระบายความร้อน ทำให้เทอร์มินัลมีน้ำหนักเบาและมีขนาดเล็กลง
การใช้พลังงานต่ำกว่า ① อุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์มีค่าความต้านทานการเปิดต่ำมากและการสูญเสียการเปิดต่ำ (2) กระแสไฟรั่วของอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ลดลงอย่างมากเมื่อเทียบกับอุปกรณ์ซิลิกอน จึงลดการสูญเสียพลังงานลง ③ ไม่มีปรากฏการณ์หางกระแสไฟในกระบวนการปิดอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์ และการสูญเสียการสลับต่ำ ซึ่งช่วยปรับปรุงความถี่ในการสลับของการใช้งานจริงได้อย่างมาก
สารตั้งต้น SiC กึ่งฉนวน: การเจือ N ใช้เพื่อควบคุมค่าต้านทานของผลิตภัณฑ์ตัวนำอย่างแม่นยำโดยการสอบเทียบความสัมพันธ์ที่สอดคล้องกันระหว่างความเข้มข้นของการเจือไนโตรเจน อัตราการเจริญเติบโต และค่าต้านทานของผลึก
วัสดุพื้นผิวกึ่งฉนวนที่มีความบริสุทธิ์สูง
อุปกรณ์ RF ที่ใช้คาร์บอนซิลิคอนแบบกึ่งหุ้มฉนวนนั้นผลิตขึ้นเพิ่มเติมโดยการปลูกชั้นเอพิแทกเซียลแกเลียมไนไตรด์บนซับสเตรตซิลิกอนคาร์ไบด์แบบกึ่งหุ้มฉนวนเพื่อเตรียมแผ่นเอพิแทกเซียลซิลิกอนไนไตรด์ ซึ่งรวมถึง HEMT และอุปกรณ์ RF แกเลียมไนไตรด์อื่นๆ ซึ่งส่วนใหญ่ใช้ในการสื่อสาร 5G การสื่อสารในยานพาหนะ แอปพลิเคชันด้านการป้องกันประเทศ การส่งข้อมูล และการบินและอวกาศ
อัตราการดริฟท์อิเล็กตรอนอิ่มตัวของวัสดุซิลิกอนคาร์ไบด์และแกลเลียมไนไตรด์สูงกว่าซิลิกอน 2.0 และ 2.5 เท่าตามลำดับ ดังนั้นความถี่ในการทำงานของอุปกรณ์ซิลิกอนคาร์ไบด์และแกลเลียมไนไตรด์จึงสูงกว่าอุปกรณ์ซิลิกอนแบบดั้งเดิม อย่างไรก็ตาม วัสดุแกลเลียมไนไตรด์มีข้อเสียคือทนความร้อนได้ต่ำ ในขณะที่ซิลิกอนคาร์ไบด์มีความทนทานต่อความร้อนและการนำความร้อนที่ดี ซึ่งช่วยชดเชยความทนทานต่อความร้อนของอุปกรณ์แกลเลียมไนไตรด์ที่ไม่ดี ดังนั้น อุตสาหกรรมจึงใช้ซิลิคอนคาร์ไบด์แบบกึ่งฉนวนเป็นวัสดุรองรับ และชั้นอิพิแทกเซียลแบบแกน (GAN Epitaxial Layer) บนพื้นผิวของซิลิคอนคาร์ไบด์เพื่อผลิตอุปกรณ์ RF
หากมีการละเมิดกรุณาติดต่อลบ
เวลาโพสต์: 16 ก.ค. 2567