Каковы различия между платежами SIC и кремниевыми пластинами?

В сфере полупроводниковых материалов кремниевые карбиды (sic) пластины и кремниевые пластины стоят как два выдающихся игрока, каждый из которых имеет свои уникальные характеристики и применение. Как поставщик SIC -пластин, я воочию стал свидетелем растущего интереса к технологии SIC и растущего спроса на SIC -пластин в различных отраслях. В этом сообщении в блоге я углубляюсь в ключевые различия между платежами SIC и кремниевыми пластинами, подчеркивая их различные свойства, преимущества и приложения.

1. Свойства материала

Кристаллическая структура

Кремний (Si) имеет алмазной кубическую кристаллическую структуру, которая представляет собой хорошо понятную и относительно простое расположение решетки. Эта структура позволяет эффективному движению носителей заряда при определенных условиях, что делает кремний идеальным материалом для традиционных полупроводниковых применений.

С другой стороны, карбид кремния существует во многих политипах, причем 4H - SIC и 6H - SIC наиболее часто используются в полупроводниковых приложениях. Политип 4H - SIC имеет гексагональную кристаллическую структуру, которая предлагает превосходную электронную подвижность и характеристики напряжения разрушения по сравнению с другими политипами. Для получения дополнительной информации о 4H SIC SAFE, вы можете посетить4H SIC пластинаПолем 6H - SIC также имеет гексагональную структуру, но с различными физическими свойствами. Вы можете узнать больше об этом в6H SIC пластинаПолем

Бэндг

Одним из наиболее значимых различий между SIC и кремнием является их полосатая сетка. Кремний имеет относительно небольшую зонную полосу около 1,12 электронных вольт (EV) при комнатной температуре. Это означает, что требуется меньше энергии, чтобы возбудить электроны от валентной полосы до полосы проводимости, которая подходит для применений с низкой - низкой частотой.

В отличие от этого, SIC имеет гораздо более широкую полос в диапазоне от 2,36 эВ для 3C - SIC до 3,26 эВ для 4H - sic. Широкая полосатая полоса SIC позволяет ему работать при более высоких температурах, более высоких напряжениях и более высоких частотах без значительного тока утечки. Это свойство делает SIC -пластины очень привлекательными для высокой - мощности и высокой производительности.

Теплопроводность

SIC имеет отличную теплопроводность, которая в несколько раз выше, чем у кремния. Например, теплопроводность 4H - SIC составляет около 490 Вт/(M · K), в то время как кремний имеет теплопроводность около 150 Вт/(M · K). Высокая теплопроводность SIC обеспечивает эффективное рассеяние тепла, что имеет решающее значение для применений электроники, где управление телом является серьезной проблемой.

2. Электрические свойства

Поломное напряжение

Напряжение разрушения полупроводникового материала - это максимальное напряжение, которое он может выдержать, прежде чем он начнет проводить ток из -за эффекта лавины. SIC имеет гораздо более высокое напряжение поломки по сравнению с кремнием. Прочность поля разрушения 4H - SIC составляет около 2,2 мВ/см, в то время как силикон составляет всего около 0,3 мВ/см. Это означает, что устройства SIC могут обрабатывать гораздо более высокие напряжения, что делает их пригодными для применений с высоким напряжением, таких как зарядные станции электромобиля (EV), системы передачи с высоким напряжением - ток (HVDC) и промышленные двигатели.

Электронная подвижность

Хотя кремний имеет относительно высокую электронную подвижность на низких электрических полях, SIC может поддерживать хорошую мобильность электронов даже на высоких электрических полях. Это связано с его широкой полосой и уникальной кристаллической структурой. Высокая мобильность электронов в высоких полях позволяет устройствам SIC работать на высоких частотах, что важно для таких приложений, как системы связи 5G и радиолокационные системы.

Ток утечки

Из -за своей широкой полосы, SIC имеет чрезвычайно низкий ток утечки по сравнению с кремнием. Ток утечки - это нежелательный ток, который протекает через полупроводниковое устройство, даже если оно должно быть в состоянии. Низкий ток утечки в устройствах SIC приводит к снижению энергопотребления и более высокой энергоэффективности, особенно в применении с высокой - мощностью.

3. Производство и стоимость

Сложность производства

Производственный процесс платежников SIC более сложный, чем в кремниевых пластинах. Кремний был доминирующим полупроводниковым материалом на протяжении десятилетий, а технология производства для кремниевых пластин хорошо установлена и очень оптимизирована. Рост кристаллов кремния может быть достигнут с использованием относительно простых методов, таких как процесс Чокральски.

Напротив, рост кристаллов SIC гораздо сложнее. Кристаллы SIC необходимо выращивать при высоких температурах (около 2000 - 2500 ° C) и высокого давления, что требует специализированного оборудования и методов. Кроме того, наличие нескольких политипов в SIC затрудняет контроль качества кристалла в процессе роста.

Расходы

В настоящее время пластины SIC дороже, чем кремниевые пластины. Высокая стоимость пластин SIC в основном обусловлена сложным производственным процессом, низкой добычей добычи и высокой стоимостью сырья. Однако по мере увеличения спроса на пластины SIC и технология производства улучшается, ожидается, что стоимость SIC -пластин будет постепенно уменьшаться.

4. Приложения

Силиконовые пластины

Кремниевые пластины широко используются в различных приложениях, включая микропроцессоры, чипы памяти и потребительскую электронику. Благодаря своей скважинной технологии производства и относительно низкой стоимости, кремниевые устройства являются рабочими кондиционерами полупроводниковой промышленности. Они подходят для приложений с низким содержанием мощности, низкого уровня и низкой частотной частоты, таких как мобильные телефоны, ноутбуки и цифровые камеры.

SIC Wafers

SIC -пластины все чаще используются в приложениях с высокой мощностью, высокой частотой и высокой температурой. Некоторые из ключевых областей применения платежей SIC включают в себя:

• Электроника: SIC - мощные устройства, такие как металл - оксид - полупроводниковое поле - эффекты транзисторы (MOSFET) и изолированные биполярные транзисторы (IGBT) используются в EVS, системах возобновляемой энергии и промышленных источниках питания. Эти устройства обеспечивают более высокую эффективность, более быстрые скорости переключения и лучшую термическую управление по сравнению с устройствами на основе кремния.
• РФ электроника: SIC используется в приложениях радио -частоты (RF), таких как базовые станции 5G и радиолокационные системы. Высокая электронная подвижность и широкая полосатая полоса SIC обеспечивают высокую частоту и высокую выходную мощность.
• Аэрокосмическая и защита: SIC -устройства подходят для аэрокосмических и оборонных применений из -за их способности работать при высоких температурах и радиационных свойствах.

5. Future Outlook

Ожидается, что спрос на пластины SIC значительно возрастет в ближайшие годы, что обусловлено растущим внедрением электромобилей, возобновляемыми источниками энергии и технологией 5G. По мере того, как технология производства продолжает улучшаться, стоимость SIC -пластин, вероятно, снизится, что сделает их более конкурентоспособными с кремниевыми пластинами в более широком диапазоне применений.

В нашей компании мы стремимся обеспечить высокое качествоКремниевая карбида пластиныЧтобы удовлетворить растущий спрос рынка. Наши пластики SIC производятся с использованием передовых производственных процессов для обеспечения превосходного качества кристаллов и электрических свойств.

Если вы заинтересованы в покупке платежников SIC для ваших приложений, мы приглашаем вас связаться с нами для дальнейшего обсуждения. Мы готовы предоставить вам подробную информацию о продукте и техническую поддержку. Давайте будем работать вместе, чтобы изучить потенциал технологии SIC и стимулировать инновации в полупроводниковой промышленности.

Ссылки

• Sze, SM & Ng, KK (2007). Физика полупроводниковых устройств. Wiley - Interscience.
• Сингх Дж. (2009). Полупроводниковые устройства: введение. МакГроу - Хилл.
• Мохан, Н., Undeland, TM, & Robbins, WP (2012). Силовая электроника: преобразователи, приложения и дизайн. Уайли.