Kokia yra trečiosios kartos puslaidininkių pramonė?

Puslaidininkių medžiagas galima suskirstyti į tris kartas chronologine tvarka. Pirmąją kartą sudaro įprastos elementinės medžiagos, tokios kaip germanis ir silicis, kurioms būdingas patogus perjungimas ir paprastai naudojamos integruotose grandinėse. Antrosios kartos junginiai puslaidininkiai, tokie kaip galio arsenidas ir indio fosfidas, daugiausia naudojami liuminescencinėse ir ryšių medžiagose. Trečiosios kartos puslaidininkiai daugiausia apima sudėtinius puslaidininkius, tokius kaipIrlicio karbidasir galio nitridas, taip pat specialūs elementai, tokie kaip deimantas. Dėl puikių fizikinių ir cheminių savybių silicio karbido medžiagos palaipsniui naudojamos galios ir radijo dažnio prietaisų laukuose.

Trečiosios kartos puslaidininkiai geriau atlaiko įtampą ir yra idealios medžiagos didelės galios prietaisams. Trečiosios kartos puslaidininkius daugiausia sudaro silicio karbido ir galio nitrido medžiagos. SIC juostos juostos plotis yra 3.2ev, o GAN yra 3.4EV, kuris žymiai viršija Si juostos juostos plotį, esant 1.12EV. Kadangi trečiosios kartos puslaidininkiai paprastai turi platesnį juostos tarpą, jie turi geresnį atsparumą įtampai ir šilumos atsparumui ir dažnai naudojami didelės galios prietaisuose. Tarp jų silicio karbidas pamažu pateko į didelio masto pritaikymą. Galios įtaisų srityje silicio karbido diodai ir MOSFET pradėjo naudoti komercinį pritaikymą.

Galios įtaisai, pagaminti iš silicio karbido kaip substrato, turi daugiau pranašumų, palyginti su silicio pagrindu pagamintais galios įtaisais: (1) stipresnės aukštos įtampos charakteristikos. Silicio karbido elektrinio lauko stiprumas yra daugiau nei dešimt kartų didesnis nei silicio, todėl silicio karbido įtaisų aukštos įtampos atsparumas yra žymiai didesnis nei tų pačių silicio prietaisų. (2) Geresnės aukštos temperatūros charakteristikos. Silicio karbido šilumos laidumas yra didesnis nei silicio, todėl prietaisams lengviau išsklaidyti šilumą ir leisti aukštesnei galutinei darbinei temperatūrai. Aukštos temperatūros atsparumas gali žymiai padidinti galios tankį, tuo pačiu sumažinant šilumos išsklaidymo sistemos reikalavimus, todėl galinė ir mažesnė. (3) Mažesnis energijos nuostolis. Silicio karbidas turi soties elektronų dreifo greitį dvigubai daugiau nei silicio, todėl silicio karbido įtaisai yra labai mažai atsparus ir mažai. Silicio karbido juostos pločio plotis tris kartus didesnis nei silicio, o tai žymiai sumažina silicio karbido prietaisų nuotėkio srovę, palyginti su silicio įtaisais, taip sumažinant galios nuostolius. Silicio karbido įtaisai neturi srovės uodegos perjungimo proceso metu, turi mažus perjungimo nuostolius ir žymiai padidina perjungimo dažnį praktiniuose pritaikymuose.

Remiantis atitinkamais duomenimis, tos pačios specifikacijos silicio karbido pagrindu pagamintų mosfetų atsparumas yra 1/200 iš silicio pagrindu pagamintų MOSFET, o jų dydis yra 1/10 iš silicio pagrindu pagamintų MOSFET. Tos pačios specifikacijos keitikliams bendras sistemos energijos nuostoliai, naudojant silicio karbido pagrindu pagamintus MOSFET, yra mažesnis nei 1/4, palyginti su tuo, kuris naudojant silicio pagrindu pagamintus IGBT.

Remiantis elektrinių savybių skirtumais, silicio karbido substratai gali būti suskirstyti į dvi rūšis: pusiau įlipančius silicio karbido substratus ir laidžius silicio karbido substratus. Šių dviejų tipų substratai, poepitaksinis augimas, yra atitinkamai naudojami driekciniams įrenginiams, tokiems kaip maitinimo įrenginiai ir radijo dažnio įrenginiai, gaminti. Tarp jų pusiau izoliuojantys silicio karbido substratai daugiausia naudojami gaminant gallio nitrido RF prietaisus, optoelektroninius prietaisus ir kt., Auginant gallio nitridų epitaksinius sluoksnius pusiau įliejančiuose silicio karbido substratuose, silicio karbido pagrindu pagamintuose nitridų nitridų epitaxialiniuose vafliuose, kurie gali būti dar labiau pagaminti į galus, kuriuos galima gaminti į galus, kurie gali būti daromi į galus, kurie gali būti daromi į galus. tokių kaip Hemt. Laidūs silicio karbido substratai daugiausia naudojami gaminant galios įtaisus. Skirtingai nuo tradicinio silicio galios prietaisų gamybos proceso, silicio karbido galios įtaisų negalima tiesiogiai gaminti ant silicio karbido substratų. Vietoj to, norint gauti silicio karbido epitaksinį vaflį, reikia auginti silicio karbido epitaksinį sluoksnį, o po to epitaksiniame sluoksnyje gali būti gaminami silicio karbido epitaksinis vaflis, o paskui Schottky diodai, MOSFET, IGBT ir kiti galios įtaisai gali būti gaminami ant epitaksinio sluoksnio.