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SiC乘风破浪,未来如何发展?|亚博app安全有保障

编辑:亚博APP 来源:亚博APP 创发布时间:2021-05-25阅读57867次
  本文摘要:最近,第三代长禁带半导体的碳化硅SiC被提到的较为多,各大厂家(像Infineon、Cree、Rohm等)也都在大力展开碳化硅产品的布局。

最近,第三代长禁带半导体的碳化硅SiC被提到的较为多,各大厂家(像Infineon、Cree、Rohm等)也都在大力展开碳化硅产品的布局。功率半导体器件尤为功率转换系统的核心器件,限于于高压低损耗的第三代长禁带半导体的SiC器件未来可期!接下来我们就来聊聊SiC的那些事儿~多达,2010年世界平均值电能的消耗与总电能消耗的比例大约为20%,这一比率仍在很快地快速增长。

能源效率的提升作为21世纪尤为注目的问题之一,即增大电能切换中的功率损耗。我们告诉,电力切换还包括AC-DC,DC-AC,DC-DC(电压切换)和AC-AC(电压或频率切换),约束这些转换系统效率的主要因素乃是其中半导体器件的性能,所以研究和发展功率半导体器件沦为提高效率的关键手段。

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功率设备按电压等级可以分成高压、中压和高压等,我们告诉,目前功率半导体器件的主要材料是硅Si,硅基的金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET和绝缘栅双极型晶体管IGBT经过这么多年的发展和提升,早已沦为当今电力电子设备中的核心。但是,硅功率器件的技术早已比较成熟期了,使得该技术的创意、更进一步突破变得没那么更容易。这时候,第三代半导体的经常出现乃是无意间中的必定,而新事物的发展也必须非常宽的一个过程!碳化硅SiC是具备独有物理和化学特性的IV-IV复合材料,Si和C原子之间的稳固化学键使得其具备高硬度、化学惰性和高效的导热性;稳固的融合还为其获取了较宽的带隙和低的临界(穿透)电场强度。

在许多的长禁带半导体中,SiC之所以这么出众,因为其长掺入范围(10^14~10^19/cm³)在n-和p-型中的掌控比较更容易。同时,SiC需要构成二氧化硅SiO2作为天然氧化物的能力是其限于于器件生产的另一个优势。以上特性使SiC倍受注目,但是任何新事物的发展并没那么更容易。

SiC的物理和化学稳定性使得其晶体生长十分艰难,这也是其成本较高的因素之一。具备有所不同填充顺序的各种SiC晶体结构的不存在也是其晶体生长的障碍。

在众多晶体结构中,4H-SiC沦为功率器件的自由选择,因为其可以取得高质量的外延晶片和卓越的物理特性,比如低的穿透电场强度。其中空心圆代表Si,实心圆代表C,这种结构展现出为六边形结构,在晶胞内部具备四个Si-C双层。

这种填充顺序是闪锌矿和纤锌矿结构的混合体,4H-SiC是功率器件材料中配置文件的SiC晶体结构。下面我们再行来想到室温下Si和SiC的主要物理特性:从下诏中我们可以显现出,SiC带上隙大三倍、穿透电场强度约低十倍、热导率是Si的三倍。其中,电子迁移率,平行方向的比横向的高约15%~20%,这不利于研发标准的横向功率器件SiC晶片。

就目前来说,SiC和氮化镓GaN都归属于长禁带半导体,SiC功率器件具备高品质的外延晶片以及比GaN更加成熟期的工艺技术,所以其在高压应用于中极具吸引力。在大型硅晶片上异质外延生长的GaN基纵向电源器件在比较低电压的应用于中表明出有相当大的前景。

当然,两者以及Si的发展还必须基于其生产设备以及工艺技术来评估。SiC于是以乘风破浪,未来可期~后面的几天我们将环绕SiC来聊聊,今天的内容期望你们需要讨厌!。


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