Hva er tredje generasjons halvlederindustri?

Halvledermaterialer kan klassifiseres i tre generasjoner i kronologisk rekkefølge. Den første generasjonen består av vanlige elementære materialer som germanium og silisium, som er preget av praktisk bytte og brukes vanligvis i integrerte kretsløp. Andre generasjons sammensatte halvledere som galliumarsenid og indiumfosfid brukes hovedsakelig i selvlysende og kommunikasjonsmaterialer. Tredje generasjons halvledere inkluderer hovedsakelig sammensatte halvledere som silisiumkarbid og galliumnitrid, samt spesielle elementer som Diamond. Med sine utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper blir silisiumkarbidmaterialer gradvis påført innen kraft- og radiofrekvensenheter.

Tredje generasjons halvledere har bedre motstandsspenning og er ideelle materialer for høykraftsinnretninger. Tredje generasjons halvledere består hovedsakelig av silisiumkarbid- og galliumnitridmaterialer. Bandgapbredden på SIC er 3,2EV, og GaN er 3,4EV, som langt overstiger Bandgap -bredden på SI ved 1,12EV. Fordi tredje generasjons halvledere generelt har et bredere båndgap, har de bedre spenningsmotstand og varmemotstand, og brukes ofte i høye strømenheter. Blant dem har silisiumkarbid gradvis gått inn i storskala påføring. Innen kraftinnretninger har silisiumkarbiddioder og MOSFETer begynt kommersiell anvendelse.

Strømenheter laget med silisiumkarbid ettersom underlaget har flere fordeler i ytelse sammenlignet med silisiumbaserte strømenheter: (1) Sterkere høyspentegenskaper. Den elektriske feltstyrken til silisiumkarbid er mer enn ti ganger silisium, noe som gjør høyspenningsmotstanden til silisiumkarbidenheter betydelig høyere enn for de samme silisiumanordningene. (2) Bedre høye temperaturegenskaper. Silisiumkarbid har en høyere termisk ledningsevne enn silisium, noe som gjør det lettere for enheter å spre varme og gi mulighet for en høyere ultimate driftstemperatur. Motstand med høy temperatur kan øke krafttettheten betydelig samtidig som de reduserer kravene til varmedissipasjonssystemet, noe som gjør terminalen lettere og mindre. (3) Lavere energitap. Silisiumkarbid har en metning elektrondrifthastighet dobbelt så stor silisium, noe som gjør at silisiumkarbidenheter har ekstremt lav motstand og lavt tap. Silisiumkarbid har en bandgapbredde tre ganger den for silisium, noe som reduserer lekkasjestrømmen til silisiumkarbidenheter sammenlignet med silisiumenheter, og senker dermed strømtapet. Silisiumkarbidenheter har ikke gjeldende skreddersydd under avkjøringsprosessen, har lave byttingstap og øker vekslingsfrekvensen betydelig i praktiske bruksområder.

I henhold til relevante data er motstanden av silisiumkarbidbaserte MOSFET-er med samme spesifikasjon 1/200 av silisiumbaserte MOSFET-er, og deres størrelse er 1/10 av silisiumbaserte MOSFET-er. For omformere av samme spesifikasjon er det totale energitapet av systemet ved bruk av silisiumkarbidbaserte MOSFET-er mindre enn 1/4 sammenlignet med det ved bruk av silisiumbaserte IGBT-er.

I henhold til forskjellene i elektriske egenskaper, kan silisiumkarbidsubstrater klassifiseres i to typer: semi-isolerer silisiumkarbidsubstrater og ledende silisiumkarbidsubstrater. Disse to typene underlag, etter epitaksial vekst, brukes henholdsvis for å produsere diskrete enheter som strømenheter og radiofrekvensenheter. Blant dem brukes semi-isolering av silisiumkarbidsubstrater hovedsakelig i produksjon av galliumnitrid RF-enheter, optoelektroniske enheter, etc. Ved å dyrke galliumnitrid epitaksial lag på semi-insulerende silisiumkarbid-substrater, silicon-bøvsekarbidsbasert gallium nitrid-epit-epitpit av silisium som er semi-insulat til silisiumkarbid, kan silisium-bindes bøvesproduserte s silisiumkarbid. Nitride RF -enheter som HEMT. Ledende silisiumkarbidsubstrater brukes hovedsakelig i fremstilling av strømenheter. I motsetning til den tradisjonelle produksjonsprosessen med silisiumkraftinnretninger, kan ikke silisiumkarbidkraftinnretninger være direkte fremstilt på silisiumkarbidsubstrater. I stedet må et silisiumkarbid epitaksialt lag dyrkes på et ledende underlag for å oppnå et silisiumkarbid epitaksial wafer, og deretter kan schottky -dioder, MOSFETer, IGBT og andre strømenheter produseres på det epitaksiale laget.