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可控硅生產廠家為你介紹什么是碳化硅

來源:www.thai-hebmed.com 發表時間:2018-03-24

     碳化硅(SIC)是半導體界公認的“一種未來的材料”,是新世紀有廣闊發展潛力的新型半導體材料。預計在今后5~10年將會快速發展和有顯著成果出現。促使碳化硅發展的主要因素是硅(SI)材料的負載量已到達極限,以硅作為基片的半導體器件性能和能力極限已無可突破的空間。

  預計十年內(21世紀頭十年)=碳化硅器件會有突破性發展。無論是SIC單晶材料還是SIC器件制造工藝都有重大發展,碳化硅材料開始走向成熟。與硅材料一起共同作為當前和今后主要半導體材料,在有些器件領域起到不可替代的作用并占有恰當市場。

  碳化硅是原子的復合體而不是單晶體,主要差異和性能在于硅和碳原子的相對數目,以及原子排列的不同結構。碳化硅的物理特性取決于晶體的碳硅原子排列結構,最普通和典型的是6方晶系的結構,稱之為6H、4H和3C碳化硅。

  SIC屬于“寬禁帶”半導體,物理特性與硅有很大不同。單晶碳化硅(SIC)比單晶硅(SI)具有很多優越的物理特性,例如(1)大約10倍的電場強度;(2)大約高3倍的熱導率;(3)大約寬3倍禁帶寬度;(4)大約高一倍的飽和漂移速度(見圖1)。

  理論上SIC器件的工作溫度在500℃或更高溫度,而硅器件是無法實現的。碳化硅的導熱率超過銅的導熱率,器件產生的熱量會快速傳遞,這無疑對器件的通流性能提高非常有利。

  SIC有很強的耐輻射性,作成的器件可以在核反應堆附近及太空中電子設備應用,較小的透射,高的電場強度以及高的飽和漂移遷移率有利于器件體積減少和復雜內部結構建立。

  因此可以預見到不久將來,SIC材料和器件工藝的完善。部分SI領域被SIC來替代是指日可待的目標。

  半導體材料開發成功與否的判據主要是做成器件的性能和適用程度。SIC器件用在功率變流裝置領域和高溫工作狀態是十分理想的材料,。上個世紀末,SIC器件開發成績顯著,PN結器件最高電壓4.5KV已經誕生,并取得成功應用的實踐。已經顯示SIC光控二極管的靈敏度比SI同類器件高4個數量級,另外電流特性可實現更高的功率密度。這對電力電子裝置的體積、效率和性能都有顯著的改進作用。還可以用于雷達、汽車、飛機、通訊等特殊要求的領域。隨著SIC材料和器件工藝完善和成熟,在潛在領域真正實現其價值,而其它半導體是無法達到的環境條件,特別象太空的苛刻條件將為SIC器件優點提供一個絕好應用場合。因此無論如何,SIC是一種“未來的材料”。

  

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