5-1 Введение Полупроводниковые электронные устройства и схемы на основе карбида кремния (SiC) в настоящее время разрабатываются для использования в условиях высоких температур, большой мощности и радиации, в которых обычные полупроводники не могут адекватно работать. Ожидается, что способность карбида кремния работать в таких экстремальных условиях позволит значительно улучшить широкий спектр приложений и систем. Эти диапазоны [...]
Материалы из карбида кремния (SiC) в настоящее время превращаются из исследований и разработок в производственный продукт, ориентированный на рынок. Подложки SiC в настоящее время используются в качестве основы для большей части мирового производства зеленых, синих и ультрафиолетовых светоизлучающих диодов (LED). Развивающиеся рынки для гомоэпитаксии SiC включают высокомощные переключающие [...]
5-2-1-1 Кристаллография SiC Карбид кремния встречается во многих различных кристаллических структурах, называемых политипами. Несмотря на то, что все политипы SiC химически состоят из 50% атомов углерода, ковалентно связанных с 50% атомов кремния, каждый политип SiC имеет свой собственный набор электрических полупроводниковых свойств. Хотя известно более 100 [...]
5-2-1-2 Электрические свойства Благодаря различному расположению атомов Si и C в кристаллической решетке SiC каждый политип SiC обладает уникальными фундаментальными электрическими и оптическими свойствами. Некоторые из наиболее важных электрических свойств полупроводников политипов 3C, 4H и 6H SiC приведены в таблице 5.1. Гораздо более подробные электрические [...]
5-2-2-1 Кристаллография SiC: важные политипы и определения Карбид кремния встречается во многих различных кристаллических структурах, называемых политипами. Более полное введение в кристаллографию и политипизм SiC можно найти в Справке 9. Несмотря на то, что все политипы SiC химически состоят из 50% атомов углерода, ковалентно связанных с 50% атомов кремния, [...]
5-2-2-2 Электрические свойства полупроводника SiC Благодаря различному расположению атомов Si и C в кристаллической решетке SiC каждый политип SiC обладает уникальными фундаментальными электрическими и оптическими свойствами. Некоторые из наиболее важных электрических свойств полупроводников политипов 3C, 4H и 6H SiC приведены в таблице 5.1. Много [...]
5-3 Области применения и преимущества электроники на основе карбида кремния Два наиболее полезных преимущества, которые предлагает электроника на основе карбида кремния, связаны с работой устройств при высоких температурах и высокой мощности. Сначала будет рассмотрена специфическая физика устройства SiC, обеспечивающая возможности работы при высоких температурах и высокой мощности, на нескольких примерах революционных улучшений производительности на уровне системы, [...]
5-3-1 Работа высокотемпературных устройств Широкая ширина запрещенной зоны и низкая собственная концентрация носителей SiC позволяют SiC сохранять полупроводниковые свойства при гораздо более высоких температурах, чем у кремния, что, в свою очередь, обеспечивает функциональность полупроводниковых устройств на основе SiC при гораздо более высоких температурах, чем у кремния. Как обсуждается в основных учебниках по физике полупроводниковых электронных устройств, полупроводниковая электроника [...]
5-3-2 Работа мощных устройств Высокое поле пробоя и высокая теплопроводность карбида кремния в сочетании с высокими рабочими температурами перехода теоретически позволяют реализовать чрезвычайно высокую плотность мощности и эффективность в устройствах карбида кремния. Высокое поле пробоя SiC по сравнению с кремнием позволяет сократить область запирающего напряжения силового [...]
5-3-3 Системные преимущества мощных высокотемпературных SiC-устройств Работа без охлаждения высокотемпературной и мощной SiC-электроники позволит революционно улучшить аэрокосмические системы. Замена гидравлических органов управления и вспомогательных силовых установок распределенными «интеллектуальными» электромеханическими органами управления, способными работать в суровых условиях окружающей среды, позволит значительно снизить вес реактивного самолета, сократить объем технического обслуживания, уменьшить загрязнение [...]