2010年碳化硅器件將主宰功率半導(dǎo)體市場(chǎng)
近年來(lái),通態(tài)電阻低并且散熱性好的碳化硅器件,迅速發(fā)展。碳化硅的能帶間隔為硅的2.8倍(寬禁帶),達(dá)到3.09電子伏特。其絕緣擊穿場(chǎng)強(qiáng)為硅的5.3倍,高達(dá)3.2mv/cm.其導(dǎo)熱率是硅的3.3倍,為49w/cm.k。
由碳化硅制成的肖特基二極管及mos場(chǎng)效應(yīng)晶體管,與相同耐壓的硅器件相比,其漂移電阻區(qū)的厚度薄了一個(gè)數(shù)量級(jí)。其雜質(zhì)濃度可為硅的2個(gè)數(shù)量級(jí)。由此,碳化硅器件的單位面積的阻抗僅為硅器件的100分之一。
此外,碳化硅器件的漂移電阻幾乎就等于器件的全部電阻。因而碳化硅器件的發(fā)熱量極低。
近年利用碳化硅材料制作的igbt(絕緣柵雙極晶體管)等功率器件,已可采用少子注入等工藝,使其通態(tài)阻抗減為通常硅器件的十分之一。而采用碳化硅材料制作的功率器件,利用普通工藝,其電阻也可減為通常硅器件的十分之一以下。再加上碳化硅器件本身發(fā)熱量小,因而碳化硅器件的導(dǎo)熱性能極優(yōu)。還有,碳化硅功率器件可在400℃的高溫下正常工作。其可利用體積微小的器件控制很大的電流?？梢哉f(shuō)，碳化硅器件為減少功率器件體積和降低電路損耗作出了重要貢獻(xiàn)。
目前,德國(guó)infineon公司已在市場(chǎng)上出售碳化硅肖特基勢(shì)壘二極管。世界不少大型半導(dǎo)體公司紛紛開(kāi)發(fā)降低碳化硅器件溝道電阻并且降低整個(gè)器件功耗的技術(shù)。預(yù)計(jì)2006年后這些先進(jìn)器件可在市場(chǎng)上出售。
目前,低功耗的碳化硅器件已經(jīng)從實(shí)驗(yàn)室進(jìn)入了實(shí)用器件生產(chǎn)階段。目前碳化硅圓片的價(jià)格還較高,其缺陷也多。通過(guò)不斷的研究開(kāi)發(fā),預(yù)計(jì)到2010年前后,碳化硅器件將主宰功率器件的市場(chǎng)。
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