什么是碳化硅器件
發(fā)布日期:
2023-11-24

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SiC器件是一種新型的硅基 MOSFET,特別是 SiC功率器件具有更高的開關(guān)速度和更寬的輸出頻率。SiC功率芯片主要由 MOSFET和 PN結(jié)組成。

在眾多半導(dǎo)體器件中,碳化硅材料具有低熱導(dǎo)率、高擊穿電場、高電子飽和漂移速度和高電子遷移率等優(yōu)異特性,因此碳化硅半導(dǎo)體器件是目前綜合性能最好的半導(dǎo)體器件之一。

碳化硅器件因其優(yōu)越的電學(xué)特性在航空航天領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用,但要使其具備商用價值,則必須解決以下幾個關(guān)鍵問題:

?低導(dǎo)通電阻:在同樣功率下的碳化硅場效應(yīng)晶體管比同等尺寸的硅器件小約一半;

?低噪聲:由于碳化硅場效應(yīng)晶體管的高頻噪聲比傳統(tǒng)硅低2個數(shù)量級,因此能夠滿足未來更高分辨率和更小尺寸對超高分辨率和更高頻率要求。

?超高耐壓能力:在相同條件下,碳化硅晶體管可承受更高的電壓波動范圍;

?高效散熱設(shè)計原則:當(dāng)工作在高溫或高頻時,碳化硅場效應(yīng)器件散熱能力最強;

碳化硅半導(dǎo)體器件的介紹

碳化硅(SiC)半導(dǎo)體是第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料,其禁帶寬度可達3.18 eV,而 Si和 Ge的禁帶寬度分別為3.4 eV和2.7 eV,因此相比 Si材料具有更高的擊穿電壓。

目前被廣泛應(yīng)用于電力電子器件的硅、鍺、氮化鎵、碳化硅等三種材料屬于第一代寬禁帶半導(dǎo)體材料,目前它們的發(fā)展還不夠成熟,在高頻功率器件,高壓大電流場合等應(yīng)用中具有很大優(yōu)勢。

而隨著國家新能源政策導(dǎo)向下對光伏發(fā)電的大力支持以及碳化硅的優(yōu)勢日益明顯,碳化硅半導(dǎo)體器件受到了越來越多科技工作者和企業(yè)人士的關(guān)注。