SiC ウェハは、低い導通抵抗と最大数十キロボルトの高い阻止電圧を備えた BJT (バイポーラ接合トランジスタ) デバイスの製造に使用できます。 阻止電圧が 4.5kV 以上のアプリケーションの場合、バイポーラ SiC パワー デバイスの方がユニポーラ SiC パワー デバイスよりも実用的な価値があります。 ほとんどの電界効果トランジスタと比較して、BJT はキャリア処理能力が高く、導通抵抗が低く、他のバイポーラ デバイスの重要なコンポーネントです。PAM-厦門アプリケーションに合わせてSiC BJTエピタキシャルウェーハを成長させることができます。 たとえば、次の構造を考えてみましょう。

1. 4H-SiC上のBJTの基本構造

2.BJTとは何ですか?

BJT は、3 つの異なるドープ半導体で作られた 3 つの端子を備えた電子デバイスです。 トランジスタ内の電荷の流れは主に、PN 接合におけるキャリアの拡散とドリフト運動によるものです。 このタイプのトランジスタの動作には電子と正孔の両方のキャリアの流れが含まれるため、バイポーラと呼ばれ、バイポーラ キャリア トランジスタとしても知られています。

極性により、PNP タイプと NPN タイプに分類できます。

NPN 型 SiC BJT トランジスタ: 2 層の N 型ドープ領域と、その 2 層の間にある P 型ドープ半導体層 (ベース) で構成されます。 ベースに入力された小さな電流が増幅され、コレクタ・エミッタ電流が大きくなります。 NPN型トランジスタのベース電圧がエミッタ電圧よりも高く、コレクタ電圧がベース電圧よりも高い場合、トランジスタは順方向増幅状態になります。 この状態では、トランジスタのコレクタとエミッタの間に電流が流れます。 増幅された電流は、エミッタ (ベース領域の少数キャリア) によってベース領域に注入された電子が、電界の圧力を受けてコレクタにドリフトする結果です。 電子の移動度は正孔の移動度よりも高いため、現在使用されているバイポーラトランジスタのほとんどはNPN型です。

PNP 型 SiC BJT: 2 層の P 型ドープ領域と、その 2 層の間にある N 型ドープ半導体層で構成されます。 ベースに流れる微小電流を発光端で増幅することができます。 つまり、PNP トランジスタのベース電圧がエミッタよりも低い場合、コレクタ電圧はベースよりも低く、トランジスタは順方向増幅領域にあります。

図1 SiC BJT回路記号の模式図（電流の流入と流出の方向を示す矢印）

多くの場合、SiC BJT は SiC パワー MOSFET よりも製造が容易であり、炭化ケイ素 BJT は酸化層の品質がデバイス特性に重大な影響を与えるという問題に遭遇しません。 ただし、BJT は、オープン状態での入力駆動電流が高く、入力インピーダンスが低い電流制御デバイスです。 これにより、追加の電力損失が発生し、駆動回路の設計が複雑になります。

3. SiC BJTの応用例

SiC BJT は一般に次の 2 つの側面で適用されます。

高電圧および大電流アプリケーション: SiC BJT 基本エレクトロニクスは、その高い耐電圧と電流容量により、送電および配電システムなどの高電圧および大電流アプリケーションで利点を持っています。

リニア アプリケーション: SiC BJT は、オーディオ アンプや電源管理などのリニア アプリケーションで優れたパフォーマンスを発揮します。 より低い歪みとより高い直線性を実現できます。

詳細については、メールでお問い合わせください。victorchan@powerwaywafer.com と powerwaymaterial@gmail.com.