SIC, Graphite

Liên hệ

Tính chất vật lý và đặc điểm của SiC

 

SiC là một vật liệu bán dẫn hợp chất bao gồm silicon (Si) và carbon (C). Lực liên kết của nó rất mạnh và nó rất ổn định trong các khía cạnh nhiệt, hóa học và cơ học. Có nhiều kiểu đa dạng (polymorphs) khác nhau của SiC và các giá trị đặc tính vật lý của chúng cũng khác nhau. 4H-SiC phù hợp nhất cho các thành phần nguồn. Bảng dưới đây là sự so sánh giữa Si và các vật liệu bán dẫn thường được nghe trong những năm gần đây.

Điểm nổi bật màu vàng trong bảng của tấm wafer 3 inch 4H-SiC là sự so sánh giữa Si và SiC. Phần màu xanh lam là một thông số quan trọng khi được sử dụng trong các thành phần nguồn. Như các giá trị số cho thấy, các thông số này của SiC là khá thuận lợi. Ngoài ra, không giống như các vật liệu mới khác, tính năng chính của nó là phạm vi điều khiển loại p và loại n rộng rãi cần thiết cho sản xuất linh kiện, giống như Si. Dựa trên những ưu điểm này, SiC được đánh giá cao như một vật liệu cho các thành phần công suất vượt qua giới hạn của Si.

 

Si và C là chất bán dẫn hợp chất nhóm IV-IV được kết hợp theo tỷ lệ 1: 1

 

Cấu trúc đóng gói chặt chẽ nhất với các cặp nguyên tử Si và C làm lớp đơn vị

 

Có nhiều loại đa dạng khác nhau và 4H-SiC phù hợp nhất cho các thành phần nguồn

 

Lực liên kết rất mạnh ⇒ Các khía cạnh nhiệt, hóa học và cơ học ổn định

 

Ổn định nhiệt: Không có lớp chất lỏng dưới áp suất thường, thăng hoa ở 2000 ℃

 

Độ ổn định cơ học: Độ cứng Mohs (9.3), có thể so sánh với kim cương (10)

 

Tính ổn định hóa học: trơ với hầu hết các axit và kiềm

 

Tính năng của các thành phần điện SiC

 

Cường độ trường đánh thủng điện môi của SiC cao hơn Si khoảng 10 lần và nó có thể chịu được điện áp cao từ 600V đến hàng nghìn V. Trong trường hợp này, so với các thành phần của Si, nồng độ tạp chất có thể tăng lên và độ dày của lớp trôi có thể được làm mỏng hơn. Thành phần điện trở của các thành phần công suất điện áp chịu đựng cao hầu hết là điện trở của lớp trôi, và giá trị điện trở tăng tương ứng với độ dày của lớp trôi. Do lớp trôi của SiC có thể được làm mỏng nên có thể sản xuất các linh kiện cao áp với điện trở trên một đơn vị diện tích rất thấp. Theo lý thuyết, miễn là điện áp chịu đựng bằng nhau, điện trở của lớp trôi trên một đơn vị diện tích của SiC có thể thấp bằng 1/300 so với Si.

 

Các thành phần công suất Si chủ yếu sử dụng các thành phần sóng mang thiểu số (thành phần lưỡng cực) như IGBT (Bóng bán dẫn lưỡng cực cổng cách điện) để cải thiện điện trở do điện áp chịu đựng cao gây ra. Tuy nhiên, do tổn hao chuyển mạch lớn nên có vấn đề sinh nhiệt, hạn chế chạy xe ở tần số cao. Vì SiC có thể làm cho các thành phần sóng mang đa số tốc độ cao như điốt rào cản Schottky và MOSFET có điện áp chịu đựng cao hơn, nó có thể đồng thời đạt được" điện áp chịu đựng cao" ;," điện trở thấp" ;, và" tốc độ cao" ;.

 

Lúc này độ rộng vùng cấm gấp 3 lần Si và có thể làm việc ở nhiệt độ cao hơn. Bây giờ, bị hạn chế bởi khả năng chịu nhiệt của gói, nhiệt độ hoạt động có thể được đảm bảo từ 150 ° C đến 175 ° C, nhưng với sự phát triển của công nghệ đóng gói, nó sẽ có thể đạt trên 200 ° C.

Sản phẩm liên quan