SiC सिलिकॉन कार्बाइडडिवाइस से तात्पर्य उस उपकरण से है जो सिलिकॉन कार्बाइड को कच्चे माल के रूप में उपयोग करके बनाया गया हो।
विभिन्न प्रतिरोध गुणों के आधार पर, इसे प्रवाहकीय सिलिकॉन कार्बाइड विद्युत उपकरणों में विभाजित किया गया है औरअर्ध-अछूता सिलिकॉन कार्बाइडआरएफ उपकरण।
सिलिकॉन कार्बाइड के मुख्य उपकरण रूप और अनुप्रयोग
SiC के मुख्य लाभSi सामग्रीहैं:
SiC का बैंड गैप Si की तुलना में 3 गुना अधिक होता है, जिससे रिसाव कम हो सकता है और तापमान सहनशीलता बढ़ सकती है।
SiC की ब्रेकडाउन फील्ड स्ट्रेंथ Si से 10 गुना अधिक होती है, जिससे करंट डेंसिटी, ऑपरेटिंग फ्रीक्वेंसी, विदस्टैंड वोल्टेज कैपेसिटी में सुधार होता है और ऑन-ऑफ लॉस कम होता है, जो इसे हाई वोल्टेज अनुप्रयोगों के लिए अधिक उपयुक्त बनाता है।
SiC की इलेक्ट्रॉन संतृप्ति बहाव गति Si की तुलना में दोगुनी होती है, इसलिए यह उच्च आवृत्ति पर काम कर सकता है।
SiC की तापीय चालकता Si की तुलना में 3 गुना अधिक है, बेहतर ऊष्मा अपव्यय प्रदर्शन है, उच्च शक्ति घनत्व का समर्थन कर सकता है और ऊष्मा अपव्यय आवश्यकताओं को कम कर सकता है, जिससे उपकरण हल्का हो जाता है।
चालक सब्सट्रेट
चालक सब्सट्रेट: क्रिस्टल में मौजूद विभिन्न अशुद्धियों, विशेष रूप से उथले स्तर की अशुद्धियों को हटाकर, क्रिस्टल की आंतरिक उच्च प्रतिरोधकता प्राप्त की जाती है।
प्रवाहकीयसिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेटSiC वेफर
चालक सिलिकॉन कार्बाइड पावर डिवाइस का निर्माण चालक सब्सट्रेट पर सिलिकॉन कार्बाइड एपिटैक्सियल परत की वृद्धि के माध्यम से किया जाता है। सिलिकॉन कार्बाइड एपिटैक्सियल शीट को आगे संसाधित करके शॉटकी डायोड, MOSFET, IGBT आदि का उत्पादन किया जाता है। इनका मुख्य उपयोग इलेक्ट्रिक वाहनों, फोटोवोल्टिक बिजली उत्पादन, रेल परिवहन, डेटा सेंटर, चार्जिंग और अन्य बुनियादी ढांचे में होता है। इसके प्रदर्शन संबंधी लाभ निम्नलिखित हैं:
बेहतर उच्च दाब गुणधर्म। सिलिकॉन कार्बाइड की विद्युत क्षेत्र विखंडन क्षमता सिलिकॉन की तुलना में 10 गुना से अधिक है, जिससे सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों का उच्च दाब प्रतिरोध समकक्ष सिलिकॉन उपकरणों की तुलना में काफी अधिक हो जाता है।
बेहतर उच्च तापमान गुणधर्म। सिलिकॉन कार्बाइड की तापीय चालकता सिलिकॉन से अधिक होती है, जिससे उपकरण की ऊष्मा का अपव्यय आसान हो जाता है और परिचालन तापमान सीमा बढ़ जाती है। उच्च तापमान प्रतिरोध से विद्युत घनत्व में उल्लेखनीय वृद्धि हो सकती है, साथ ही शीतलन प्रणाली पर आवश्यकता कम हो जाती है, जिससे टर्मिनल अधिक हल्का और छोटा हो सकता है।
कम ऊर्जा खपत। ① सिलिकॉन कार्बाइड उपकरण का ऑन-रेज़िस्टेंस और ऑन-लॉस बहुत कम होता है; (2) सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों का लीकेज करंट सिलिकॉन उपकरणों की तुलना में काफी कम होता है, जिससे बिजली की हानि कम होती है; ③ सिलिकॉन कार्बाइड उपकरणों के टर्न-ऑफ प्रक्रिया में करंट टेलिंग की समस्या नहीं होती है, और स्विचिंग लॉस कम होता है, जिससे व्यावहारिक अनुप्रयोगों में स्विचिंग आवृत्ति में काफी सुधार होता है।
अर्ध-अछूता SiC सब्सट्रेट: नाइट्रोजन डोपिंग का उपयोग नाइट्रोजन डोपिंग सांद्रता, वृद्धि दर और क्रिस्टल प्रतिरोधकता के बीच संबंधित संबंध को कैलिब्रेट करके प्रवाहकीय उत्पादों की प्रतिरोधकता को सटीक रूप से नियंत्रित करने के लिए किया जाता है।
उच्च शुद्धता वाला अर्ध-अरोधक सब्सट्रेट सामग्री
अर्ध-अछूते सिलिकॉन कार्बन-आधारित आरएफ उपकरणों को अर्ध-अछूते सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट पर गैलियम नाइट्राइड एपिटैक्सियल परत उगाकर सिलिकॉन नाइट्राइड एपिटैक्सियल शीट तैयार करके बनाया जाता है, जिसमें एचईएमटी और अन्य गैलियम नाइट्राइड आरएफ उपकरण शामिल हैं, जिनका मुख्य रूप से 5जी संचार, वाहन संचार, रक्षा अनुप्रयोगों, डेटा ट्रांसमिशन और एयरोस्पेस में उपयोग किया जाता है।
सिलिकॉन कार्बाइड और गैलियम नाइट्राइड पदार्थों की संतृप्त इलेक्ट्रॉन बहाव दर सिलिकॉन की तुलना में क्रमशः 2.0 और 2.5 गुना अधिक है, इसलिए सिलिकॉन कार्बाइड और गैलियम नाइट्राइड उपकरणों की परिचालन आवृत्ति पारंपरिक सिलिकॉन उपकरणों की तुलना में अधिक होती है। हालांकि, गैलियम नाइट्राइड पदार्थ की ऊष्मा प्रतिरोधकता कम होती है, जबकि सिलिकॉन कार्बाइड में अच्छी ऊष्मा प्रतिरोधकता और तापीय चालकता होती है, जो गैलियम नाइट्राइड उपकरणों की कम ऊष्मा प्रतिरोधकता की भरपाई कर सकती है। इसलिए उद्योग अर्ध-अभेद्य सिलिकॉन कार्बाइड को सब्सट्रेट के रूप में उपयोग करता है, और आरएफ उपकरणों के निर्माण के लिए सिलिकॉन कार्बाइड सब्सट्रेट पर गैलियम एपिटैक्सियल परत विकसित की जाती है।
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पोस्ट करने का समय: 16 जुलाई 2024