9.4 ความแข็งออปติคัล Sic ชิปเวเฟอร์ซิลิคอนคาร์บอน

การประยุกต์ใช้ SiC ในอุตสาหกรรมอุปกรณ์ไฟฟ้า

เมื่อเทียบกับอุปกรณ์ซิลิกอน อุปกรณ์ไฟฟ้าซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) สามารถบรรลุประสิทธิภาพการย่อขนาดและน้ำหนักเบาของระบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังได้อย่างมีประสิทธิภาพการสูญเสียพลังงานของอุปกรณ์ไฟฟ้า SiC มีเพียง 50% ของอุปกรณ์ Si และการสร้างความร้อนเป็นเพียง 50% ของอุปกรณ์ซิลิกอน SiC ยังมีความหนาแน่นกระแสไฟที่สูงขึ้นที่ระดับพลังงานเดียวกัน ปริมาตรของโมดูลพลังงาน SiC นั้นเล็กกว่าโมดูลพลังงานซิลิคอนอย่างมากยกตัวอย่าง IPM โมดูลพลังงานอัจฉริยะโดยใช้อุปกรณ์จ่ายไฟ SiC ระดับเสียงของโมดูลจะลดลงเหลือ 1/3 ถึง 2/3 ของโมดูลพลังงานซิลิคอน

ไดโอดพลังงาน SiC มีสามประเภท: ไดโอด Schottky (SBD), ไดโอด PIN และไดโอด Schottky ควบคุมสิ่งกีดขวางทางแยก (JBS)เนื่องจากสิ่งกีดขวาง Schottky SBD มีความสูงของสิ่งกีดขวางทางแยกที่ต่ำกว่า ดังนั้น SBD จึงมีข้อได้เปรียบของแรงดันไฟไปข้างหน้าต่ำการเกิดขึ้นของ SiC SBD ได้ขยายช่วงการใช้งานของ SBD จาก 250V เป็น 1200Vนอกจากนี้ ลักษณะของมันที่อุณหภูมิสูงนั้นดี กระแสไฟรั่วย้อนกลับไม่เพิ่มขึ้นจากอุณหภูมิห้องเป็น 175 ° C ในด้านการใช้งานของวงจรเรียงกระแสที่สูงกว่า 3kV ไดโอด SiC PiN และ SiC JBS ได้รับความสนใจอย่างมากเนื่องจากแรงดันพังทลายที่สูงขึ้น , ความเร็วในการเปลี่ยนที่เร็วกว่า, ขนาดที่เล็กกว่าและน้ำหนักเบากว่าวงจรเรียงกระแสแบบซิลิกอน

อุปกรณ์ MOSFET แบบ SiC มีความต้านทานเกตที่เหมาะสม ประสิทธิภาพการสลับความเร็วสูง ความต้านทานออนต่ำ และความเสถียรสูงเป็นอุปกรณ์ที่ต้องการในด้านอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต่ำกว่า 300Vมีรายงานว่า MOSFET ซิลิกอนคาร์ไบด์ที่มีแรงดันบล็อก 10kV ได้รับการพัฒนาเรียบร้อยแล้วนักวิจัยเชื่อว่า SiC MOSFET จะครอบครองตำแหน่งที่ได้เปรียบในด้าน 3kV - 5kV

SiC Insulated Gate Bipolar Transistor (SiC BJT, SiC IGBT) และ SiC Thyristor (SiC Thyristor) อุปกรณ์ IGBT SiC P-type ที่มีแรงดันบล็อก 12 kV มีความสามารถในกระแสไฟไปข้างหน้าได้ดีเมื่อเปรียบเทียบกับทรานซิสเตอร์สองขั้ว Si ทรานซิสเตอร์สองขั้ว SiC มีการสูญเสียการสวิตชิ่งที่ต่ำกว่า 20-50 เท่าและแรงดันไฟเมื่อเปิดเครื่องลดลงSiC BJT ส่วนใหญ่แบ่งออกเป็น BJT ของ epitaxial emitter และตัวปล่อยการฝังไอออน BJT อัตราขยายปัจจุบันโดยทั่วไปอยู่ระหว่าง 10-50

การประยุกต์ใช้ SiC ในอุตสาหกรรม LED

ในปัจจุบัน คริสตัลแซฟไฟร์เป็นตัวเลือกแรกสำหรับวัสดุซับสเตรตที่ใช้ในอุตสาหกรรมอุปกรณ์ออปโตอิเล็กทรอนิกส์ แต่แซฟไฟร์มีข้อบกพร่องบางอย่างที่ไม่สามารถเอาชนะได้ เช่น แลตทิซไม่ตรงกัน ความเครียดจากความร้อนไม่ตรงกัน ความต้านทานสูงเป็นฉนวน และการนำความร้อนต่ำ .ดังนั้น ลักษณะเด่นของพื้นผิว SiC จึงดึงดูดความสนใจเป็นอย่างมาก และเหมาะกว่าสำหรับใช้เป็นวัสดุพื้นผิวสำหรับไดโอดเปล่งแสง (LED) ที่ใช้แกลเลียมไนไตรด์ (GaN) และเลเซอร์ไดโอด (LDs)ข้อมูลจาก Cree แสดงให้เห็นว่าการใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์ อุปกรณ์ LED ของซับสเตรตสามารถให้อัตราการบำรุงรักษาแสง 70% ได้นานถึง 50,000 ชั่วโมงข้อดีของ SiC เป็นสารตั้งต้น LED:

* ค่าคงที่ขัดแตะของชั้น epitaxial SiC และ GaN ตรงกัน และลักษณะทางเคมีเข้ากันได้

* SiC มีการนำความร้อนที่ดีเยี่ยม (สูงกว่าไพลินมากกว่า 10 เท่า) และใกล้เคียงกับค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวทางความร้อนของชั้น GaN epitaxial

* SiC เป็นเซมิคอนดักเตอร์นำไฟฟ้า ซึ่งสามารถใช้ทำอุปกรณ์โครงสร้างแนวตั้งได้อิเล็กโทรดสองอันถูกแจกจ่ายบนพื้นผิวและด้านล่างของอุปกรณ์ มันสามารถแก้ไขข้อบกพร่องต่าง ๆ ที่เกิดจากโครงสร้างแนวนอนของพื้นผิวไพลิน

* SiC ไม่ต้องการชั้นการแพร่กระจายในปัจจุบัน แสงจะไม่ถูกดูดซับโดยวัสดุของชั้นการแพร่กระจายในปัจจุบัน ซึ่งช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการสกัดแสง

เกี่ยวกับบริษัท ZMKJ

ZMKJ สามารถจัดหาแผ่นเวเฟอร์ SiC ผลึกเดี่ยวคุณภาพสูง (ซิลิคอนคาร์ไบด์) ให้กับอุตสาหกรรมอิเล็กทรอนิกส์และออปโตอิเล็กทรอนิกส์เวเฟอร์ SiC เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์รุ่นต่อไป โดยมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่เป็นเอกลักษณ์และมีคุณสมบัติทางความร้อนที่ดีเยี่ยม เมื่อเทียบกับซิลิคอนเวเฟอร์และเวเฟอร์ GaAs เวเฟอร์ SiC นั้นเหมาะสำหรับการใช้งานอุปกรณ์ที่มีอุณหภูมิสูงและกำลังสูงSiC wafer มีจำหน่ายในขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 2-6 นิ้ว มีทั้ง SiC 4H และ 6H SiC ชนิด N ไนโตรเจนเจือ และชนิดกึ่งฉนวนโปรดติดต่อเราเพื่อขอข้อมูลผลิตภัณฑ์เพิ่มเติม