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전력 소자 산업에서 SiC의 적용

실리콘 장치, 탄화규소와 비교해서 (SiC) 전력 소자는 효과적으로 고효율, 소형화와 전력 전자 시스템의 경량을 달성할 수 있습니다. SiC 전력 소자의 에너지 손실은 단지 Si 장치의 50%이고 발열이 단지 실리콘 장치의 50%입니다, SiC가 또한 더 높은 전류 밀도를 가지고 있습니다. 똑같은 전원 수준에, SiC 전력 모듈의 양은 의미 심장하게 실리콘 전력 모듈의 그것보다 작습니다. 한 예로 아이피엠 장치 IPM을 잡으면서, SiC 전력 소자를 사용할 때, 모듈 크기는 실리콘 전력 모듈 중 1/3 내지 2/3으로 감소할 수 있습니다.

3개 종류의 SiC 전력 다이오드가 있습니다 : 쇼트키 다이오드 (SBD), 핀다이오드와 접합 장벽 통제된 쇼트키 다이오드 (JBS). 쇼트키 접합 때문에, SBD가 더 낮은 결합 장벽 높이를 가지고 있어서 SBD는 낮은 순방향 전압이라는 유리한 입장에 있습니다. SiC SBD의 출현은 250V에서부터 1200V까지 SBD의 활용 범위를 확대했습니다. 게다가 고온에 있는 그것의 특성은 좋습니다, 리버스 누설 전류가 실온에서부터 175 'Ｃ까지 증가하지 않습니다. 3kV 이상 정류기의 어플리케이션 필드에서, SiC 핀과 SiC JBS 다이오드는 실리콘 정류기 보다 그들의 더 높은 항복 전압, 더 빨리 교환 속도, 더 작은 크기와 경량으로 인해 많은 주목을 받았습니다.

SiC 파워 MOSFET 디바이스는 이상적 게이트 저항, 고속 스위칭 성능, 낮은 온 저항과 고안정성을 가지고 있습니다. 그것은 300V 이하 전력 소자의 분야에서 선호 장치입니다. 10kV의 블로킹 전압과 탄화규소 MOSFET이 성공적으로 개발되었다는 보고서가 있습니다. SiC MOSFET이 3kV의 분야에서 유리한 위치를 차지할 것이라고 연구자들은 믿습니다 - 5kV.

SiC 절연 게이트 양극성 트랜지스터 (SiC BJT, SiC IGBT)와 12 kV의 블로킹 전압과 SiC 사이리스터 (SiC 사이리스터), SiC p-형이 IGBT 장치는 좋은 순방향 전류 역량을 가집니다. 실리콘 쌍극성 반도체 장치와 비교해서, SiC 바이폴라 트랜지스터는 더 20-50 배 낮은 스위칭 로스와 낮은 켜짐 전압 강하를 가지고 있습니다. SiC BJT는 주로 에피택셜 이미터 BJT와 이온 주입 방출기 BJT로 분할됩니다, 전형적 전류 이득이 10-50의 사이에 있습니다.

LED 산업에서 SiC의 애플리케이션

요즈음, 사파이어 결정은 광전자 장치 산업에서 사용된 기판 물질을 위한 일차선택이지만, 그러나 사파이어가 격자 부정합, 열 응력 불일치, 절연체로서의 높은 저항성과 부족한 열전도율과 같이, 넘어설 수 없는 약간의 결점을 가지고 있습니다. 그러므로, SiC 기판의 우수한 특성은 많은 관심을 끌었고, 갈륨 나이트라이드 (GaN)에 쓸 기판 물질에 기반을 둔 발광 다이오드 (LEDs)와 레이저 다이오드 (LDs)로서 더 적당합니다. 기판 반도체 LED 소자가 캔으로 만든 탄화규소의 사용이 최고 50,000까지 시간의 70% 빛 정 비율 삶을 달성한다는 것을 크리사람으로부터의 데이터는 보여줍니다. LED 기판으로서의 SiC의 장점 :

* SiC와 GaN 에피택셜 레이어의 격자 상수는 일치되고 화학적 특성이 적합합니다 ;

* SiC는 우수한 열전도율 (높게 사파이어 빛인 것 보다 10 번 이상)과 GaN 에피택셜 레이어의 열팽창계수에 대한 마감을 가지고 있습니다 ;

* SiC는 도전 형 반도체이며, 그것이 수직 구조 장치를 만드는데 사용될 수 있습니다. 2개 전극은 장치의 표면과 바닥에 분배됩니다, 그것이 사파이어 기판의 수평선상인 구조에 의해 초래된 다양한 결점을 해결할 수 있습니다 ;

* SiC는 현재 확산층을 요구하지 않습니다, 빛이 광 제거 효율을 향상시키는 현재 확산층의 물질에 흡수되지 않을 것입니다.