סיליקון קרביד SiCמכשיר מתייחס למכשיר העשוי מסיליקון קרביד כחומר גלם.
על פי תכונות ההתנגדות השונות, הוא מחולק להתקני כוח מוליכים של סיליקון קרביד וסיליקון קרביד מבודד למחצהמכשירי RF.
צורות ויישומים עיקריים של סיליקון קרביד
היתרונות העיקריים של SiC על פניחומרי סיליקה ג'להם:
ל-SiC יש פער פסים גדול פי 3 מזה של Si, מה שיכול להפחית דליפות ולהגדיל את סבילות הטמפרטורה.
ל-SiC יש עוצמת שדה פירוק גדולה פי 10 מזו של Si, והוא יכול לשפר את צפיפות הזרם, את תדירות ההפעלה, לעמוד בקיבולת המתח ולהפחית את אובדן ההפעלה-כיבוי, והוא מתאים יותר ליישומי מתח גבוה.
ל-SiC יש מהירות סחיפה של רוויון אלקטרונים כפולה מזו של Si, כך שהוא יכול לפעול בתדר גבוה יותר.
ל-SiC מוליכות תרמית גדולה פי 3 מ-Si, ביצועי פיזור חום טובים יותר, יכול לתמוך בצפיפות הספק גבוהה ולהפחית את דרישות פיזור החום, מה שהופך את המכשיר לקל יותר.
מצע מוליך
מצע מוליך: על ידי הסרת זיהומים שונים בגביש, במיוחד זיהומים ברמה רדודה, כדי להשיג את ההתנגדות הגבוהה הפנימית של הגביש.
מוֹלִיךמצע סיליקון קרבידפרוסת SiC
התקן כוח מוליך סיליקון קרביד מתבצע באמצעות גידול שכבת אפיטקסיאלית של סיליקון קרביד על גבי מצע מוליך, ועיבוד נוסף של יריעת סיליקון קרביד מתבצע, כולל ייצור דיודות שוטקי, MOSFET, IGBT וכו'. הוא משמש בעיקר בכלי רכב חשמליים, ייצור חשמל פוטו-וולטאית, תחבורה ציבורית, מרכזי נתונים, טעינה ותשתיות אחרות. יתרונות הביצועים הם כדלקמן:
מאפייני לחץ גבוה משופרים. עוצמת השדה החשמלי של סיליקון קרביד היא יותר מפי 10 מזו של סיליקון, מה שהופך את עמידות הלחץ הגבוה של התקני סיליקון קרביד לגבוהה משמעותית מזו של התקני סיליקון מקבילים.
מאפיינים טובים יותר בטמפרטורה גבוהה. לסיליקון קרביד מוליכות תרמית גבוהה יותר מאשר לסיליקון, מה שהופך את פיזור החום של המכשיר לקל יותר ואת טמפרטורת ההפעלה המגבילה גבוהה יותר. עמידות בטמפרטורה גבוהה יכולה להוביל לעלייה משמעותית בצפיפות ההספק, תוך הפחתת הדרישות ממערכת הקירור, כך שהטרמינל יכול להיות קל יותר וממוזער יותר.
צריכת אנרגיה נמוכה יותר. ① להתקני סיליקון קרביד יש התנגדות הפעלה נמוכה מאוד והפסדי הפעלה נמוכים; (2) זרם הדליפה של התקני סיליקון קרביד מופחת משמעותית מזה של התקני סיליקון, ובכך מפחית את אובדן ההספק; ③ אין תופעת זנב זרם בתהליך הכיבוי של התקני סיליקון קרביד, והפסדי המיתוג נמוכים, מה שמשפר מאוד את תדירות המיתוג של יישומים מעשיים.
מצע SiC מבודד למחצה: סימום חנקן משמש לשליטה מדויקת בהתנגדות של מוצרים מוליכים על ידי כיול הקשר המתאים בין ריכוז סימום חנקן, קצב צמיחה והתנגדות גביש.
חומר מצע מבודד למחצה בעל טוהר גבוה
התקני RF מבוססי סיליקון קרביד מבודדים למחצה מיוצרים בנוסף על ידי גידול שכבה אפיטקסיאלית של גליום ניטריד על מצע סיליקון קרביד מבודד למחצה כדי להכין יריעת אפיטקסיאלית של סיליקון ניטריד, כולל HEMT והתקני RF אחרים של גליום ניטריד, המשמשים בעיקר בתקשורת 5G, תקשורת רכב, יישומי הגנה, העברת נתונים וחלל.
קצב סחף האלקטרונים הרווי של חומרי סיליקון קרביד וגליום ניטריד הוא פי 2.0 ופי 2.5 מזה של סיליקון בהתאמה, כך שתדירות הפעולה של התקני סיליקון קרביד וגליום ניטריד גדולה מזו של התקני סיליקון מסורתיים. עם זאת, לחומר גליום ניטריד יש חיסרון של עמידות חום נמוכה, בעוד שלסיליקון קרביד יש עמידות חום ומוליכות תרמית טובות, שיכולות לפצות על עמידות החום הירודה של התקני גליום ניטריד, ולכן התעשייה משתמשת בסיליקון קרביד מבודד למחצה כמצע, ושכבת אפיטקסיאלית של גן מגודלת על מצע הסיליקון קרביד לייצור התקני RF.
אם יש הפרה, צור קשר עם מחיקה
זמן פרסום: 16 ביולי 2024