Pittsburgh-baserade Coherent Corporation meddelade på måndagen att DENSO och Mitsubishi Electric Corporation investerat $500 miljoner vardera för ett innehav utan bestämmande inflytande på 12,5% i företagets halvledarverksamhet för kiselkarbid, som drivs som ett separat dotterbolag under ledning av Sohail Khan, Executive Vice President of Wide Bandgap Electronic Technologies.
Den här metoden för koherent detektering kan sänka systemkostnaderna avsevärt genom att man inte behöver använda LO-komponenter och optiska frekvenslåsningsslingor och genom att använda en enklare teknik för polarisationsspårning.
Kraftelektronik
Kiselkarbid (SiC) är ett attraktivt val inom kraftelektronik tack vare sitt breda bandgap, sin höga fältstyrka vid genombrott, sin höga drifthastighet för mättnadselektroner och sin värmeledningsförmåga. SiC:s elektriska fältstyrka kan vara upp till 10 gånger större än kislets, vilket gör det möjligt att tillverka enheter som är en tiondel tunnare samtidigt som de hanterar högre strömtätheter - vilket leder till mindre effektförluster för mindre och mer energieffektiva elektronikkomponenter.
SiC är redo att spela en allt viktigare roll i nästa generations energieffektiva elsystem tack vare sina anmärkningsvärda fysiska egenskaper vid högre temperaturer, vilket gör det till ett oumbärligt element. Kraftelektronik som klarar högre driftstemperaturer och samtidigt ger större tillförlitlighet i mindre formfaktorer kommer att spela en avgörande roll för att minska utsläppen av växthusgaser, upprätthålla motståndskraftiga nätinfrastrukturer och göra el överkomligt för både företag, hem och fordon.
Biltillverkare och underleverantörer föredrar att köpa SiC-baserade kraftkomponenter från vertikalt integrerade leverantörer, det vill säga företag som utvecklar wafer-material från sådd till tillverkning av färdiga enheter. Detta tillvägagångssätt säkerställer en jämn kvalitet genom hela leveranskedjan om ett problem skulle uppstå, och förhindrar att man pekar finger åt olika leverantörer om problem skulle uppstå. Coherent erbjuder semiisolerande substrat med stor diameter som kan användas för tillverkning av GaN-on-SiC-förstärkare och andra RF/mikrovågsenheter som lämpar sig för högpresterande elfordonsapplikationer.
Semi-isolerande substrat
SiC-substrat av högsta kvalitet är nödvändiga för att skapa avancerad kraftelektronik och mikrovågs-RF-enheter med heteroepitaxi av galliumnitrid (GaN). Kombinationen av hög genombrottsspänning, värmeledningsförmåga och GaN-heteroepitaxi ger exceptionella RF-prestanda i dessa enheter.
Substrat av hög kvalitet kräver noggrann tillverkning och inspektion för att minimera kristallina defekter som morotsdefekter, polytypinneslutningar eller repor på waferytorna som kan försämra enhetens prestanda. Vanliga metoder för ytinspektion är svepelektronmikroskopi, atomkraftmikroskopi och optisk mikroskopi.
Outarmade HPSi-substrat (Hexagonal Polytype SiC) som tillverkas med hjälp av fysisk ångtransport (PVT) eller kemisk ångdeposition vid hög temperatur (HTCVD) utnyttjar inneboende defekter för att införa djupa energinivåer i bandgapet och kompensera för kvarvarande grunda kväve- och bordonatorer som dröjer sig kvar nära dess centrum och tvingar Fermi-nivån närmare.
II-VI lanserade framgångsrikt kommersiell produktion av 150 mm 6H semi-isolerande substrat enligt ett 50-50 kostnadsdelningskontrakt på totalt $12M över fem år och som översteg $12M av statlig finansiering i början av 2019. Som en del av detta program investerades betydande insatser för att förbättra tillverkningseffektiviteten och genomströmningen utan att påverka kvaliteten, inklusive utbyggnad av hot zones och installation av automatiserade kontrollsystem vid odlingsstationerna - förbättringar som ledde till en ökning av mikrorördensiteten enligt figur 2.
RF & mikrovåg
SiC:s förmåga att detektera koherenta spinntillstånd uppfyller ett av de primära kraven för komplexa kvantkontrolltillämpningar, samtidigt som det öppnar dörrar till ODMR (optiskt detekterad magnetisk resonans) och fotodetektering av Rabi-oscillationer.
För dessa tillämpningar krävs applikationsspecifika radiofrekvenssystem med smal bandbredd och långtidsstabilitet. För att klara detta måste polariseringen och den rumsliga fördelningen av mikrovågsmoderna motsvara den hos optiska WGM.
Genom att utnyttja mikrovågsfältets riktningsegenskaper kan man underlätta denna uppgift, t.ex. genom att fokusera det på en kant eller på sfärens ekvator kan man koncentrera mikrovågsmoden till områden där optiska WGM:er finns.
Alternativt kan en RF-signal appliceras genom att avstämma en mikrovågssignal från ett magnetfält i resonans och avstämma från dess position i resonans. Detta gör det möjligt att utföra mätningar både under förhållanden med och utan resonans utan att vänta på att övergången mellan dessa tillstånd ska äga rum.
Coherent (Silicon Carbide Business) tillverkar halvledare baserade på kiselkarbid. Bolaget tillhandahåller substrat och epitaxiella wafers i kiselkarbid för att möta kundernas efterfrågan över hela världen. Coherent's Silicon Carbide Businesses har kunder över hela världen; för mer information om dem, vänligen se PitchBook Platform.
Termisk hantering
Värmeutveckling, värmeöverföring och värmeavledning är viktiga delar i elektroniska system. Varje enhet har olika temperaturer vid vilka den fungerar optimalt; för att maximera prestandan är det viktigt att de når optimala prestandanivåer.
Ett sätt att hantera detta problem är att använda en termisk barriär tillverkad av kiselkarbid (SiC). SiC har en låg termisk expansionskoefficient, vilket innebär att dess form inte förändras drastiskt under bearbetning eller under stressförhållanden - vilket gör det möjligt att använda tunnare wafers med bibehållen prestanda samtidigt som enhetens totala dimensioner och kostnader minskar.
En effektiv strategi för termisk hantering innebär att man använder halvledarkylare som termoelektroniska kylare (TEC). Dessa passiva kylanordningar - utan rörliga delar eller kontroller - ger stabila temperaturer under långa perioder och når drifttemperaturer långt under rumstemperaturen.
Effektbesparingar för både konsument- och industriapplikationer kan uppnås med hjälp av TECs i reaktionsbundet Si/SiC-material (RBSiC); en sådan TEC använder RBSiC-material som minskar basplattans storlek med 50% samtidigt som den ger fyra gånger högre värmekapacitet än koppar-TECs. RBSiC:s kromdefektstruktur ger icke-degenererade orbitaldubbletter som erbjuder både korta T1-koherenstider (Spin T1) och långa spin T2-koherenstider, vilket ger optimala optiska och magnetiska koherensfunktioner.
Swedish 
English