Hobaneng ha Li-wafer tsa SiC tse Hloekileng ka ho Fetisisa li le Bohlokoa bakeng sa Lisebelisoa tsa Elektroniki tsa Moloko o Latelang

1. Ho tloha ho Silicon ho ea ho Silicon Carbide: Phetoho ea Paradigm ho Power Electronics

Ka nako e fetang mashome a mahlano a lilemo, silicon e bile mokokotlo oa lisebelisoa tsa motlakase. Leha ho le joalo, ha likoloi tsa motlakase, litsamaiso tsa matla a nchafatsoang, litsi tsa data tsa AI, le liforomo tsa lifofane li sutumelletsa ho ea ho li-voltage tse phahameng, lithempereichara tse phahameng le matla a mangata a matla, silicon e ntse e atamela meeli ea eona ea mantlha ea 'mele.

Silicon carbide (SiC), semiconductor sa lekhalo le leholo se nang le lekhalo la ~3.26 eV (4H-SiC), se hlahile e le tharollo ea boemo ba thepa ho fapana le tharollo ea boemo ba potoloho. Leha ho le joalo, molemo oa 'nete oa ts'ebetso oa lisebelisoa tsa SiC ha o laoloe ke thepa ka boeona feela, empa ke bohloeki baSiC waferdisebediswa tse hahilweng hodima tsona.

Mefuteng e latelang ea motlakase ea lisebelisoa tsa elektroniki, li-wafer tsa SiC tse hloekileng haholo ha se tsa maemo a holimo—ke tsa bohlokoa.

2. Seo "Bohloeki bo Phahameng" bo se Bolelang Hantle ho SiC Wafers

Moelelong oa li-wafer tsa SiC, bohloeki bo fetela hole le metsoako ea lik'hemik'hale. Ke paramethara ea thepa ea mahlakore a mangata, ho kenyeletsoa:

• Ho tsepamisa maikutlo ho sa reroang ha dopant ho sa reroang haholo

• Ho thibela litšila tsa tšepe (Fe, Ni, V, Ti)

• Taolo ea liphoso tsa lintlha tsa ka hare (libaka tse se nang letho, libaka tse khahlanong le sebaka)

• Phokotso ea liphoso tse telele tsa kristale

Esita le ho sala ditshila boemong ba dikarolo ka bilione (ppb) ho ka hlahisa maemo a tebileng a matla lekhalong la bandgap, e leng se ka sebetsang jwalo ka maraba a ho jara kapa ditsela tsa ho dutla. Ho fapana le silicon, moo mamello ya ditshila e leng ntho e tshwarellang, lekhalong le leholo la bandgap la SiC le eketsa tshusumetso ya motlakase ya sekoli se seng le se seng.

3. Bohloeki bo Phahameng le Fisiks ea Ts'ebetso ea Motlakase o Phahameng

Molemo o ka sehloohong oa lisebelisoa tsa motlakase tsa SiC o ho bokhoni ba tsona ba ho tšehetsa masimo a motlakase a feteletseng—ho fihlela makhetlo a leshome ho feta silicon. Bokhoni bona bo itšetlehile haholo ka kabo ea masimo a motlakase a tšoanang, e leng se hlokang:

• Ho hanyetsa ho ts'oanang haholo

• Nako ea bophelo ea mojari e tsitsitseng le e ka boleloang esale pele

• Botebo bo fokolang ba leraba le tebileng

Litšila li sitisa tekano ena. Li sotha tšimo ea motlakase sebakeng seo, e leng se lebisang ho:

• Ho senyeha ha pele ho nako

• Keketseho ea hona joale ea ho lutla

• Tšepo ea motlakase o thibelang e fokotsehileng

Disebedisweng tse nang le motlakase o phahameng haholo (≥1200 V, ≥1700 V), ho hloleha ha sesebediswa hangata ho simoloha ka lebaka la sekoli se le seng se bakwang ke ho se hlweke, eseng ka lebaka la boleng bo tloaelehileng ba thepa.

4. Ho Tsitsisa Mocheso: Bohloeki e le Sinki e sa Bonahaleng ea Mocheso

SiC e tumme ka ho tsamaisa mocheso ka matla le bokgoni ba ho sebetsa ka hodima 200 °C. Leha ho le jwalo, ditshila di sebetsa e le ditsi tsa ho hasanya di-phonon, di senya tsamaiso ya mocheso maemong a microscopic.

Li-wafer tsa SiC tse hloekileng haholo li nolofalletsa:

• Lithempereichara tse tlase tsa khokahanyo ka bongata bo tšoanang ba matla

• Kotsi e fokotsehileng ea ho baleha ha mocheso

• Nako e telele ea bophelo ba sesebelisoa tlas'a khatello ea mocheso ea potoloho

Ka mantsoe a sebetsang, sena se bolela litsamaiso tse nyane tsa ho pholisa, li-module tsa matla a bobebe, le bokhoni bo phahameng ba boemo ba sistimi—litekanyetso tsa bohlokoa ho li-EV le lisebelisoa tsa elektroniki tsa sefofane.

5. Bohloeki bo Phahameng le Tlhahiso ea Sesebelisoa: Moruo oa Liphoso

Ha tlhahiso ea SiC e ntse e ea ho li-wafer tsa lisenthimithara tse 8 'me qetellong ea lisenthimithara tse 12, sekoli se sekamela ka tsela e sa lateleng le sebaka sa li-wafer. Pusong ena, bohloeki bo fetoha phetoho ea moruo, eseng ea tekheniki feela.

Li-wafer tse hloekileng haholo li fana ka:

• Ho tšoana ho phahameng ha lera la epitaxial

• Boleng bo ntlafalitsoeng ba sebopeho sa MOS

• Poelo e phahameng haholo ea sesebelisoa ka wafer

Bakeng sa bahlahisi, sena se fetolela ka ho toba ho fokotsa litšenyehelo ka ampere, ho potlakisa ho amoheloa ha SiC lits'ebetsong tse nang le litšenyehelo tse tlase joalo ka li-charger tse ka hare ho sekepe le li-inverter tsa indasteri.

6. Ho nolofalletsa Leqhubu le Latelang: Ka Nģ'ane ho Lisebelisoa tsa Matla tse Tloaelehileng

Li-wafer tsa SiC tse hloekileng haholo ha li bohlokoa feela bakeng sa li-MOSFET tsa kajeno le li-diode tsa Schottky. Ke substrate e nolofalletsang meralo ea kamoso, ho kenyeletsoa:

• Li-circuit breaker tse potlakileng haholo tsa boemo bo tiileng

• Li-IC tse matla a maqhubu a phahameng bakeng sa litsi tsa data tsa AI

• Lisebelisoa tsa matla a thata a mahlaseli bakeng sa mesebetsi ea sepakapaka

• Kopanyo ea monolithic ea matla le mesebetsi ea ho lemoha

Lisebelisoa tsena li hloka ho boleloa esale pele ho feteletseng ha thepa, moo bohloeki e leng motheo oo fisiks ea lisebelisoa tse tsoetseng pele e ka etsoang ka mokhoa o tšepahalang ho oona.

7. Qetello: Bohloeki e le Leano la Theknoloji

Mefuteng e latelang ea motlakase ea elektronike, melemo ea ts'ebetso ha e sa tsoa haholo-holo moralo o bohlale oa potoloho. Li simoloha boemong bo tebileng—sebopehong sa athomo sa wafer ka boeona.

Li-wafer tsa SiC tse hloekileng haholo li fetola carbide ea silicon ho tloha thepa e tšepisang ho ea sethaleng se ka atolosoang, se tšepahalang, le se sebetsang hantle moruong bakeng sa lefats'e la motlakase. Ha maemo a motlakase a ntse a eketseha, boholo ba sistimi boa fokotseha, 'me lipheo tsa katleho lia tiea, bohloeki bo fetoha sesupo se khutsitseng sa katleho.

Ka kutloisiso ena, li-wafer tsa SiC tse hloekileng haholo ha se likarolo feela—ke meralo ea motheo ea maano bakeng sa bokamoso ba lisebelisoa tsa motlakase.