碳化硅半導(dǎo)體材料的革新：碳化硅基功率器件性能優(yōu)于硅基器件，更高效，更節(jié)能，更輕便！隨著寬禁帶半導(dǎo)體技術(shù)的日益普及，需要在高溫和苛刻的電流循環(huán)條件下，對(duì)二極管操作進(jìn)行各種耐久性測(cè)試，以評(píng)估其性能。毫無(wú)疑問(wèn)，功率電子器件作為基本元器件，將在未來(lái)幾年中持續(xù)發(fā)展。而新型碳化硅（SiC）半導(dǎo)體材料更是不負(fù)眾望，它比傳統(tǒng)硅材料導(dǎo)熱性更佳、開(kāi)關(guān)速度更高，而且可以使器件尺寸做到更小。因此，碳化硅開(kāi)關(guān)也成為設(shè)計(jì)人員的新寵。碳化硅二極管主要為肖特基二極管。一款商用碳化硅肖特基二極管十多年前就已推出。一般用石墨粉或石油焦炭按一定的形狀與尺寸安裝在爐料中心，一般為圓形或矩形。楊浦區(qū)碳化硅制造商哪家好
碳化硅至少有70種結(jié)晶型態(tài)。α-碳化硅為較常見(jiàn)的一種同質(zhì)異晶物，在高于2000 °C高溫下形成，具有六角晶系結(jié)晶構(gòu)造（似纖維鋅礦）。β-碳化硅，立方晶系結(jié)構(gòu)，與鉆石相似，則在低于2000 °C生成，結(jié)構(gòu)如頁(yè)面附圖所示。雖然在異相觸媒擔(dān)體的應(yīng)用上，因其具有比α型態(tài)更高之單位表面積而引人注目，而另一種碳化硅，μ-碳化硅較為穩(wěn)定，且碰撞時(shí)有較為悅耳的聲音，但直至現(xiàn)在，這兩種型態(tài)尚未有商業(yè)上之應(yīng)用。因其3.2g/cm3的比重及較高的升華溫度（約2700 °C） [1] ，碳化硅很適合做為軸承或高溫爐之原料物件。在任何已能達(dá)到的壓力下，它都不會(huì)熔化，且具有相當(dāng)?shù)偷幕瘜W(xué)活性。由于其高熱導(dǎo)性、高崩潰電場(chǎng)強(qiáng)度及高較大電流密度，在半導(dǎo)體高功率元件的應(yīng)用上，不少人試著用它來(lái)取代硅。此外，它與微波輻射有很強(qiáng)的耦合作用，并其所有之高升華點(diǎn)，使其可實(shí)際應(yīng)用于加熱金屬。 楊浦區(qū)碳化硅一般多少錢通常將未反應(yīng)料和一部分氧碳化硅層料作為乏料收集，將氧碳化硅層的另一部分料與無(wú)定形物。
與傳統(tǒng)硅基器件相比，SiC的擊穿場(chǎng)強(qiáng)是傳統(tǒng)硅基器件的10倍，導(dǎo)熱系數(shù)是傳統(tǒng)硅基器件的3倍，非常適合于高壓應(yīng)用，如電源、太陽(yáng)能逆變器、火車和風(fēng)力渦輪機(jī)。另外，SiC還用于制造LED。碳化硅材料各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于硅，其禁帶寬度幾乎是硅的3倍，理論工作溫度可達(dá)600℃，遠(yuǎn)高于硅器件工作溫度。技術(shù)成熟度較高，應(yīng)用潛力較大。碳化硅器件具有更低的導(dǎo)通電阻。在低擊穿電壓 (約 50V 下）,碳化硅器件的比導(dǎo)通 電阻只有 1.12uΩ,是硅同類器件的約 1/100。在高擊穿電壓 (約 5kV 下）,比導(dǎo)通電 阻提高到 25.9mΩ, 卻是硅同類器件的約 1/300。 更低的導(dǎo)通電阻使得碳化硅電力電子器件具有更小的導(dǎo)通損耗,從而能獲得更高的整機(jī)效率。
全SiC模塊的功率密度比IGBT模塊要高得多，甚至在開(kāi)關(guān)頻率低于5kHz時(shí)。因此，通過(guò)使用更大的芯片面積來(lái)優(yōu)化用于低開(kāi)關(guān)頻率的全SiC模塊是可能的。 只要SiC芯片尺寸合適，SiC器件可以在普遍的開(kāi)關(guān)頻率范圍內(nèi)提供更高的輸出電流和輸出功率。大功率要求功率芯片和模塊大量并聯(lián)。目前，可以獲得額定電流高達(dá)200A的硅IGBT和傳統(tǒng)續(xù)流二極管，SiC MOSFET和肖特基二極管的較大額定電流迄今為止小于100A。因此，不得不并聯(lián)大量的SiC晶片以實(shí)現(xiàn)大額定功率?？紤]到SiC器件的快速開(kāi)關(guān)特性和振蕩趨勢(shì)，需要低電感模塊設(shè)計(jì)和DCB基板上優(yōu)化的芯片布局。在下文中，1200V、900A全SiC模塊與1300A的常規(guī)硅模塊相對(duì)比。 IGBT模塊利用2塊并聯(lián)的DCB基板，每個(gè)基板配有并聯(lián)的9個(gè)75A溝道IGBT，連同5個(gè)100A CAL續(xù)流二極管。一直沿用至今，以碳質(zhì)材料為爐芯體的電阻爐，通電加熱石英SiO2和碳的混合物生成碳化硅。
SiC的硬度只次于金剛石，可以作為砂輪等磨具的磨料，因此對(duì)其進(jìn)行機(jī)械加工主要是利用金剛石砂輪磨削、研磨和拋光，其中金剛石砂輪磨削加工的效率較高，是加工SiC的重要手段。但是SiC材料不只具有高硬度的特點(diǎn)，高脆性、低斷裂韌性也使得其磨削加工過(guò)程中易引起材料的脆性斷裂從而在材料表面留下表面破碎層，且產(chǎn)生較為嚴(yán)重的表面與亞表層損傷，影響加工精度。因此，深入研究SiC磨削機(jī)理與亞表面損傷對(duì)于提高SiC磨削加工效率和表面質(zhì)量具有重要意義。具有的導(dǎo)電性使其成為一種重要的電加熱元件等。楊浦區(qū)碳化硅制造商哪家好
純碳化硅為無(wú)色，而工業(yè)生產(chǎn)之棕至黑色系是由于含鐵之不純物。楊浦區(qū)碳化硅制造商哪家好
開(kāi)關(guān)頻率高于20KHz時(shí)，全SiC模塊的輸出功率比IGBT模塊高100%以上。此外，輸出功率對(duì)開(kāi)關(guān)頻率的依賴也小。反過(guò)來(lái)，全SiC功率模塊可用于非常高的開(kāi)關(guān)頻率，因?yàn)榕c10kHz時(shí)的輸出功率相比，40kHz時(shí)的輸出功率只低28%。當(dāng)開(kāi)關(guān)頻率低于5kHz時(shí)，IGBT模塊顯示出較高的輸出功率。這是以內(nèi)全SiC的模塊中所用的SiC芯片組是針對(duì)非常高的開(kāi)關(guān)頻率而優(yōu)化的。針對(duì)較低開(kāi)關(guān)頻率的優(yōu)化也是可能的。再次，通過(guò)考慮用于硅和SiC芯片的芯片面積，來(lái)處理這兩個(gè)模塊的功率密度是有用的。在圖4b中，輸出功率除以芯片面積得到功率密度。 楊浦區(qū)碳化硅制造商哪家好
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