Üçüncü nəsil yarımkeçirici sənayesi nədir?

Yarımkeçirici materiallar üç nəsildə xronoloji qaydada təsnif edilə bilər. Birinci nəsil, rahat keçidlə xarakterizə olunan və ümumiyyətlə inteqrasiya olunmuş sxemlərdə istifadə olunan germanium və silikon kimi ümumi elementar materiallardan ibarətdir. Gallium Arsenide və Indium Fosfid kimi ikinci nəsil birləşmə yarımkeçiriciləri əsasən luminescent və rabitə materiallarında istifadə olunur. Üçüncü nəsil yarımkeçiricilərin əsasən mürəkkəb yarımkeçiriciləri daxildirsilikon karbidvə gallium nitridi, eləcə də almaz kimi xüsusi elementlər. Əla fiziki və kimyəvi xüsusiyyətləri ilə silikon karbid materialları tədricən güc və radio tezliyi cihazlarında tətbiq olunur.

Üçüncü nəsil yarımkeçiriciləri gərginliyə dözürlər və yüksək güc qurğuları üçün ideal materialdır. Üçüncü nəsil yarımkeçiriciləri əsasən silikon karbid və gallium nitridi materiallarından ibarətdir. SIC-nin band qərb genişliyi 3.2evdir və bu günə qədər Gan 3,4evdir. Üçüncü nəsil yarımkeçiriciləri ümumiyyətlə daha geniş bir qrup boşluğu var, daha yaxşı gərginlik müqaviməti və istilik müqavimətləri var və tez-tez yüksək elektrik cihazlarında istifadə olunur. Onların arasında silikon karbid tədricən geniş miqyaslı tətbiqə girdi. Elektrik cihazlarında, silikon karbid diodları və mosfetlər kommersiya tətbiqinə başladı.

Substratın silikon əsaslı enerji cihazları ilə müqayisədə performansda daha çox üstünlüklərə sahib olan elektrik cihazları ilə effekt cihazları: (1) yüksək gərginlikli xüsusiyyətlər. Silikon karbidinin parçalanma elektrik sahəsinin gücü, silikon karbid cihazlarının yüksək gərginlikli müqavimətini eyni silikon cihazlarından xeyli yüksək olan silikonun on qatından çoxdur. (2) daha yaxşı temperatur xüsusiyyətləri. Silikon karbidində silikondan daha yüksək istilik keçiriciliyinə malikdir, cihazların istiliyi yayılmasını asanlaşdırır və daha yüksək bir əməliyyat temperaturuna imkan verir. Yüksək temperaturda müqavimət, terminal daha yüngül və daha kiçik hala gətirərək, istilik dağılması sisteminə olan tələbləri azaltarkən güc sıxlığını əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər. (3) enerji itkisi. Silikon karbidində silikon karbid cihazlarını sındıran silikonun iki dəfə doyma elektron sürüşmə dərəcəsi var. Silikon karbidində silikon cihazları ilə müqayisədə silikon karbid cihazlarının sızmış karbid cihazlarının sızmış cərəyanını əhəmiyyətli dərəcədə azaldır və bununla da güc itkisini azaldır. Silikon karbid cihazlarında sönmə prosesi zamanı cari quyruq yoxdur, aşağı keçid itkisinə malikdir və praktik tətbiqlərdə keçid tezliyini əhəmiyyətli dərəcədə artırır.

Müvafiq məlumatlara görə, silikon karbid əsaslı mosfetlərin eyni spesifikasiyasının 1/200-ü silikon əsaslı mosfetlərin 1/200-dir və onların ölçüsü silikon əsaslı mosfetlərin 1/10 hissəsidir. Eyni spesifikasiyanın inverters üçün, silikon karbiddə yerləşən mosfetlərdən istifadə edən sistemin ümumi enerji itkisi, silikon əsaslı iGBTS istifadə etməklə müqayisədə 1/4-dən azdır.

Elektrik xüsusiyyətlərinin fərqlərinə görə, silikon karbid substratları iki növə təsnif edilə bilər: yarı izolyasiya edən silikon karbid substratları və keçirici silikon karbid substratları. Bu iki növ substrat, sonraepitaxial böyümə, elektrik cihazları və radioezlik cihazları kimi diskret cihazların istehsalına müvafiq olaraq istifadə olunur. Bunların arasında yarı izolyasiya edən silikon karbid substratları əsasən, Gallium Nitrid RF cihazları, optoelektron cihazları və s. Daşıyıcı silikon karbid substratları əsasən enerji cihazlarının istehsalında istifadə olunur. Silikon elektrik cihazlarının ənənəvi istehsal prosesindən fərqli olaraq, silikon karbid elektrik cihazları silikon karbid substratlarında birbaşa uydurula bilməz. Bunun əvəzinə, bir silikon karbid epitaxial vafleri əldə etmək üçün bir silikon karbid epitaxial təbəqəsi yetişdirilməlidir və sonra Schottky diodları, mosfetlər, iGBTS və digər enerji cihazları epitaksial qat üzərində istehsal edilə bilər.