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碳化硅與硅材料器件的對比優勢有哪些?

作者:海飛樂技術 時間:2018-07-31 17:36

  碳化硅功率器件的研發始于20世紀90年代南方彩票平台,目前已成為新型功率半導體器件研究開發的主流。業界普遍認為碳化硅功率器件是一種真正的創新技術,有助于對抗全球氣候變化,推動太陽能和節能照明系統的市場發展南方彩票平台。
 
  碳化硅(SiC)是原子的復合體而不是單晶體,碳化硅的物理特性取決于晶體中碳、硅原子的排列結構,性能的主要差異在于硅和碳原子的相對數目,以及原子排列的不同結構,最普通和典型的是六方晶系的結構,稱之為6H-SiC、4H-SiC和3C-SiC。
 
  碳化硅(SiC)半導體材料與常用的第一代半導體材料硅(Si)相比南方彩票平台,在多個方面具有明顯的優勢。碳化硅(SiC)具有寬禁帶(Si的2~3倍)南方彩票平台、高擊穿場強(Si的10倍)、高的熱導率(Si的3倍)和強的抗輻射能力。
 
  1.寬禁帶提高了工作溫度和可靠性
  寬禁帶材料可提高器件的工作溫度,6H-SiC和4H-SiC禁帶寬度分別高達3.0eV和3.25eV南方彩票平台,相應本征溫度高達800℃以上;即便就是禁帶最窄的3C-SiC,其禁帶寬度也達到2.3eV左右南方彩票平台。用碳化硅做成功率器件,其最高工作溫度有可能超過600℃,而硅的禁帶寬度為1.12eV,理論最高工作溫度200℃,但硅功率器件結溫大于150℃~175℃后,可靠性和性能指標已經明顯降低南方彩票平台。
 
  2.高擊穿場強提高了耐壓,減小了尺寸
  高的電子擊穿場強帶來了半導體功率器件擊穿電壓的提高南方彩票平台。同時,由于電子擊穿場強提高,在增加滲雜密度條件下,碳化硅功率器件漂移區的寬帶可以降低南方彩票平台,因此可減小功率器件的尺寸。
 
  3.高熱導率提高了功率密度
  熱導率指標越高南方彩票平台,材料向環境中傳導熱的能力越強,器件的溫升越小,越有利于提高功率器件的功率密度,同時更適合在高溫環境下工作。
 
  4.強的抗輻射能力,更適合在外太空環境中使用
  在輻射環境下南方彩票平台,碳化硅器件的抗中子輻射能力至少是硅的4倍南方彩票平台,因此是制作耐高溫、抗輻射的電力電子功率器件和大功率微波器件的優良材料。




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