SiC 실리콘 카바이드장치란 탄화규소를 원료로 하여 만든 장치를 말한다.
저항 특성에 따라 전도성 실리콘 카바이드 전력소자와반절연 실리콘 카바이드RF 장치.
탄화규소의 주요 소자 형태 및 응용 분야
SiC의 주요 장점Si 재료이다:
SiC는 Si보다 밴드갭이 3배 더 크기 때문에 누설을 줄이고 온도 허용 오차를 높일 수 있습니다.
SiC는 Si보다 파괴 전계 강도가 10배 강해서 전류 밀도, 동작 주파수, 내전압 용량을 향상시키고 온-오프 손실을 줄여 고전압 응용 분야에 더욱 적합합니다.
SiC는 Si보다 전자 포화 드리프트 속도가 두 배 빠르므로 더 높은 주파수에서 작동할 수 있습니다.
SiC는 Si보다 열전도도가 3배 뛰어나 방열 성능이 뛰어나고, 높은 전력 밀도를 지원하고 방열 요구 사항을 줄여 장치를 더 가볍게 만들 수 있습니다.
전도성 기판
전도성 기판: 결정체 내의 다양한 불순물, 특히 얕은 불순물을 제거하여 결정체의 고유한 높은 저항률을 달성합니다.
전도성실리콘 카바이드 기판SiC 웨이퍼
전도성 실리콘 카바이드 전력 소자는 전도성 기판 위에 실리콘 카바이드 에피택셜층을 성장시키는 방식으로 제작되며, 이 실리콘 카바이드 에피택셜층은 쇼트키 다이오드, MOSFET, IGBT 등의 생산을 포함한 추가 가공 과정을 거칩니다. 이 소자는 주로 전기 자동차, 태양광 발전, 철도 교통, 데이터 센터, 충전 및 기타 인프라에 사용됩니다. 성능 이점은 다음과 같습니다.
향상된 고압 특성. 탄화규소의 파괴 전계 강도는 실리콘의 10배 이상이므로, 탄화규소 소자의 고압 저항성이 동급 실리콘 소자보다 훨씬 높습니다.
더 나은 고온 특성. 탄화규소는 실리콘보다 열전도도가 높아 장치의 방열이 더 쉽고 작동 온도도 더 높습니다. 고온 저항은 전력 밀도를 크게 증가시키는 동시에 냉각 시스템 요구 사항을 줄여 단말기의 경량화 및 소형화를 가능하게 합니다.
에너지 소모가 적습니다. ① 탄화규소 소자는 온 저항이 매우 낮고 온 손실이 적습니다. (2) 탄화규소 소자의 누설 전류는 실리콘 소자보다 크게 낮아 전력 손실이 적습니다. ③ 탄화규소 소자의 턴오프 과정에서 전류 테일링 현상이 없고 스위칭 손실이 낮아 실제 응용 분야의 스위칭 주파수가 크게 향상됩니다.
반절연 SiC 기판: N 도핑은 질소 도핑 농도, 성장 속도 및 결정 저항률 간의 대응 관계를 보정하여 전도성 제품의 저항률을 정확하게 제어하는 데 사용됩니다.
고순도 반절연 기판 소재
반절연 실리콘 카바이드 기판에 질화갈륨 에피택셜 층을 성장시켜 질화규소 에피택셜 시트를 제조하는 방식으로 반절연 실리콘 카바이드 기반 RF 장치가 제작되며, 여기에는 HEMT 및 기타 질화갈륨 RF 장치가 포함되며, 주로 5G 통신, 차량 통신, 방위 응용 분야, 데이터 전송, 항공우주 분야에 사용됩니다.
탄화규소와 질화갈륨 재료의 포화 전자 드리프트 속도는 각각 실리콘의 2.0배와 2.5배이므로 탄화규소와 질화갈륨 소자의 작동 주파수는 기존 실리콘 소자보다 높습니다. 그러나 질화갈륨 재료는 내열성이 낮은 단점이 있는 반면, 탄화규소는 내열성과 열전도성이 우수하여 질화갈륨 소자의 낮은 내열성을 보완할 수 있습니다. 따라서 업계에서는 반절연 탄화규소를 기판으로 사용하고, 탄화규소 기판 위에 GAN 에피택셜층을 성장시켜 RF 소자를 제조합니다.
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게시 시간: 2024년 7월 16일