碳化硅半導體材料的革新：碳化硅基功率器件性能優于硅基器件，更高效，更節能，更輕便！隨著寬禁帶半導體技術的日益普及，需要在高溫和苛刻的電流循環條件下，對二極管操作進行各種耐久性測試，以評估其性能。毫無疑問，功率電子器件作為基本元器件，將在未來幾年中持續發展。而新型碳化硅（SiC）半導體材料更是不負眾望，它比傳統硅材料導熱性更佳、開關速度更高，而且可以使器件尺寸做到更小。因此，碳化硅開關也成為設計人員的新寵。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。楊浦區碳化硅制造商哪家好

碳化硅至少有70種結晶型態。α-碳化硅為較常見的一種同質異晶物，在高于2000 °C高溫下形成，具有六角晶系結晶構造（似纖維鋅礦）。β-碳化硅，立方晶系結構，與鉆石相似，則在低于2000 °C生成，結構如頁面附圖所示。雖然在異相觸媒擔體的應用上，因其具有比α型態更高之單位表面積而引人注目，而另一種碳化硅，μ-碳化硅較為穩定，且碰撞時有較為悅耳的聲音，但直至現在，這兩種型態尚未有商業上之應用。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。在任何已能達到的壓力下，它都不會熔化，且具有相當低的化學活性。由于其高熱導性、高崩潰電場強度及高較大電流密度，在半導體高功率元件的應用上，不少人試著用它來取代硅。此外，它與微波輻射有很強的耦合作用，并其所有之高升華點，使其可實際應用于加熱金屬。 楊浦區碳化硅一般多少錢通常將未反應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定形物。

與傳統硅基器件相比，SiC的擊穿場強是傳統硅基器件的10倍，導熱系數是傳統硅基器件的3倍，非常適合于高壓應用，如電源、太陽能逆變器、火車和風力渦輪機。另外，SiC還用于制造LED。碳化硅材料各項指標均優于硅，其禁帶寬度幾乎是硅的3倍，理論工作溫度可達600℃，遠高于硅器件工作溫度。技術成熟度較高，應用潛力較大。碳化硅器件具有更低的導通電阻。在低擊穿電壓 (約 50V 下）,碳化硅器件的比導通 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）,比導通電 阻提高到 25.9mΩ, 卻是硅同類器件的約 1/300。 更低的導通電阻使得碳化硅電力電子器件具有更小的導通損耗,從而能獲得更高的整機效率。

全SiC模塊的功率密度比IGBT模塊要高得多，甚至在開關頻率低于5kHz時。因此，通過使用更大的芯片面積來優化用于低開關頻率的全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關頻率范圍內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。目前，可以獲得額定電流高達200A的硅IGBT和傳統續流二極管，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，不得不并聯大量的SiC晶片以實現大額定功率。考慮到SiC器件的快速開關特性和振蕩趨勢，需要低電感模塊設計和DCB基板上優化的芯片布局。在下文中，1200V、900A全SiC模塊與1300A的常規硅模塊相對比。 IGBT模塊利用2塊并聯的DCB基板，每個基板配有并聯的9個75A溝道IGBT，連同5個100A CAL續流二極管。一直沿用至今，以碳質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，因此對其進行機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，高脆性、低斷裂韌性也使得其磨削加工過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，且產生較為嚴重的表面與亞表層損傷，影響加工精度。因此，深入研究SiC磨削機理與亞表面損傷對于提高SiC磨削加工效率和表面質量具有重要意義。具有的導電性使其成為一種重要的電加熱元件等。楊浦區碳化硅制造商哪家好

純碳化硅為無色，而工業生產之棕至黑色系是由于含鐵之不純物。楊浦區碳化硅制造商哪家好

開關頻率高于20KHz時，全SiC模塊的輸出功率比IGBT模塊高100%以上。此外，輸出功率對開關頻率的依賴也小。反過來，全SiC功率模塊可用于非常高的開關頻率，因為與10kHz時的輸出功率相比，40kHz時的輸出功率只低28%。當開關頻率低于5kHz時，IGBT模塊顯示出較高的輸出功率。這是以內全SiC的模塊中所用的SiC芯片組是針對非常高的開關頻率而優化的。針對較低開關頻率的優化也是可能的。再次，通過考慮用于硅和SiC芯片的芯片面積，來處理這兩個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。 楊浦區碳化硅制造商哪家好

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