Kiselkarbid (SiC) \u00e4r ett exceptionellt material med anm\u00e4rkningsv\u00e4rda elektriska och mekaniska egenskaper, vilket g\u00f6r det s\u00e4rskilt l\u00e4mpligt f\u00f6r till\u00e4mpningar som kr\u00e4ver prestanda vid f\u00f6rh\u00f6jda temperaturer och sp\u00e4nningar. SiC \u00e4r s\u00e4rskilt v\u00e4l l\u00e4mpat f\u00f6r h\u00f6geffekts- och h\u00f6gfrekvensapplikationer d\u00e4r v\u00e4rmeavledning \u00e4r avg\u00f6rande.<\/p>\n
Atmosf\u00e4risk mikroskopi (OM) och konfokalmikroskopi med laserskanning (LSCM) anv\u00e4ndes f\u00f6r att analysera morfologin i etsgroparna i ett etsat epitaxiellt lager av 4H-SiC. F\u00f6r att m\u00e4ta lokala l\u00e4ckstr\u00f6mmar genomf\u00f6rdes TUNA-m\u00e4tningar (tunneling atomic force microscopy), vilket gjorde det m\u00f6jligt f\u00f6r oss att avg\u00f6ra vilken typ av dislokationer som kan finnas i v\u00e5ra prover.<\/p>\n
SiC \u00e4r k\u00e4nt f\u00f6r sin utm\u00e4rkta v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga, vilket g\u00f6r att det kan sprida v\u00e4rme mer effektivt och f\u00f6rl\u00e4nga elektroniska enheters prestanda och livsl\u00e4ngd. Tillsammans med sin h\u00f6ga eldfasthetstemperatur och styvhet \u00e4r SiC ett idealiskt material f\u00f6r applikationer som kr\u00e4ver motst\u00e5ndskraft mot v\u00e4rme samtidigt som det ger exceptionell v\u00e4rmeavledningsf\u00f6rm\u00e5ga i milj\u00f6er med h\u00f6g driftstress, t.ex. sensorenheter i rymden eller str\u00e5lningsh\u00e4rdig elektronik.<\/p>\n
Kiselkarbidens struktur p\u00e5 atomniv\u00e5 \u00e4r avg\u00f6rande f\u00f6r dess egenskaper. Flera faktorer p\u00e5verkar dess v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga, t.ex. gitterets syre-\/kv\u00e4veinneh\u00e5ll, porositet, kornstorleksf\u00f6rdelning och fasomvandling - men en djupg\u00e5ende f\u00f6rst\u00e5else av deras p\u00e5verkan \u00e4r fortfarande begr\u00e4nsad.<\/p>\n
Denna studie presenterar den f\u00f6rsta systematiska m\u00e4tningen av anisotropisk v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga vid rumstemperatur i 3C-SiC bulkkristaller. De uppm\u00e4tta k-v\u00e4rdena i planet \u00e4r \u00f6ver 50% h\u00f6gre \u00e4n de som rapporterats f\u00f6r kommersiellt tillg\u00e4ngliga 6H-SiC- och AlN-kristaller; och rankas n\u00e4st h\u00f6gst bland stora kristaller av n\u00e5got material. F\u00f6r att genomf\u00f6ra sina m\u00e4tningar anv\u00e4nde f\u00f6rfattarna ett BO-TDTR-instrument med modulationsfrekvens 1,9 MHz och 10x objektivlins.<\/p>\n
CVD SiC, \u00e4ven k\u00e4nt som chemical vapor deposition-grown silicon carbide, \u00e4r en polykristallin kubisk form av kiselkarbid med ett brett bandgap och h\u00f6g genomslagssp\u00e4nning, vilket g\u00f6r det till ett idealiskt material f\u00f6r kraftelektroniska enheter som arbetar vid h\u00f6gre temperaturer och sp\u00e4nningar. Dessutom g\u00f6r dess exceptionellt l\u00e5ga v\u00e4rmeutvidgningskoefficient och h\u00f6ga eldfasthet SiC idealiskt f\u00f6r olika applikationer, inklusive teleskopspeglar i astronomiska teleskop.<\/p>\n
Kiselkarbid (SiC) erbjuder m\u00e5nga f\u00f6rdelar f\u00f6r kraftelektroniktill\u00e4mpningar. Dess breda bandgap g\u00f6r att enheterna kan fungera vid h\u00f6gre temperaturer och sp\u00e4nningar samtidigt som dess l\u00e5ga defektt\u00e4thet \u00f6kar prestandan - allt detta g\u00f6r SiC till en attraktiv ers\u00e4ttning f\u00f6r kisel (Si). SiC:s unika materialegenskaper m\u00e5ste dock beaktas vid konstruktion och tillverkning av halvledarkomponenter som anv\u00e4nder SiC; till exempel p\u00e5verkar kristallstrukturen b\u00e5de prestanda och genombrottssp\u00e4nning; vid konstruktion av dessa typer av komponenter varierar 4H-SiC och 6H-SiC i sina atomarrangemang vilket ger upphov till skillnader i fysiska och elektroniska egenskaper som m\u00e5ste beaktas vid konstruktion eller tillverkning f\u00f6r att s\u00e4kerst\u00e4lla optimal anv\u00e4ndning n\u00e4r de utformas som ers\u00e4ttare f\u00f6r kiselkraftkomponenter.<\/p>\n
Genomslagssp\u00e4nningen i bipol\u00e4ra SiC-enheter beror p\u00e5 tv\u00e5 variabler - tjockleken p\u00e5 det sp\u00e4nningsblockerande skiktet och dopningskoncentrationen. Tunnare blockeringsskikt ger l\u00e4gre resistans medan mer h\u00f6gdopade skikt \u00f6kar genomslagssp\u00e4nningen. Littelfuse utvecklade en rymdmodifierad JTE-struktur (Junction Termination Extension) med l\u00e4mpliga dimensioner och dopningskoncentration f\u00f6r f\u00f6rb\u00e4ttrad prestanda hos bipol\u00e4ra SiC-transistorer.<\/p>\n
F\u00f6r att \u00f6ka genomslagssp\u00e4nningen hos en bipol\u00e4r transistor passiverades dess JTE-struktur med ett lager av SiO2 som deponerades och gl\u00f6dgades i NO. Detta f\u00f6rb\u00e4ttrade rekombinationen p\u00e5 ytan och m\u00f6jliggjorde en maximal genomslagssp\u00e4nning p\u00e5 23 kV - vilket g\u00f6r att en bipol\u00e4r transistor nu kan anv\u00e4ndas i h\u00f6geffektsapplikationer.<\/p>\n
Kiselkarbid \u00e4r ett extremt h\u00e5rt, kemiskt resistent material med \u00f6verl\u00e4gsen v\u00e4rmeledningsf\u00f6rm\u00e5ga som anv\u00e4nds i elektronik och lysdioder (LED). \u00c4ven om naturlig moissanit ibland kan f\u00f6rekomma i meteoriter, korundfyndigheter eller kimberliter, \u00e4r den mesta kommersiella kiselkarbiden som s\u00e4ljs \u00f6ver hela v\u00e4rlden syntetisk; dess h\u00f6ga h\u00e5rdhet och temperaturbest\u00e4ndighet g\u00f6r det till ett attraktivt materialval f\u00f6r teleskopspeglar.<\/p>\n
Kiselkarbid finns i tv\u00e5 huvudvarianter, alfa och beta. Alfaformen, med sin Wurtzite-kristallstruktur, \u00e4r den \u00f6verl\u00e4gset mest popul\u00e4ra typen, medan zinkblende \u00e4r mindre popul\u00e4r. Fram till nyligen anv\u00e4ndes beta s\u00e4llan kommersiellt f\u00f6r h\u00f6gtemperaturtill\u00e4mpningar, men nu har det blivit ett attraktivt alternativ.<\/p>\n
4H SiC och 6H-SiC skiljer sig fr\u00e4mst \u00e5t i sina kristallstrukturer. B\u00e5da polytyperna har hexagonala kristallstrukturer, men det kan finnas subtila variationer mellan deras staplingssekvens av skikten och detta resulterar i olika gitterkonstanter och elektriska egenskaper mellan de tv\u00e5 polytyperna.<\/p>\n
4H-SiC kan ytterligare \u00f6ka sin l\u00e5ga resistivitet genom att minska defektt\u00e4theten, antingen genom att minska f\u00f6roreningskoncentrationerna eller genom tillv\u00e4xtteknik vid l\u00e5g temperatur, eller genom att optimera etsningsprocessen f\u00f6r att minimera anv\u00e4ndningen av giftiga HF-reagenser.<\/p>\n
Kiselkarbid \u00e4r ett halvledarmaterial med brett bandgap som klarar h\u00f6ga temperaturer och sp\u00e4nningar tack vare sin exceptionella termiska stabilitet. Det g\u00f6r att materialet klarar \u00e4ven kr\u00e4vande applikationer som kraftelektronik. Kiselkarbidens h\u00f6ga elektronr\u00f6rlighet m\u00f6jligg\u00f6r dessutom snabba v\u00e4xlingshastigheter, vilket g\u00f6r det till ett utm\u00e4rkt val f\u00f6r str\u00f6mbrytare, dioder och likriktare.<\/p>\n
Kiselkarbid finns i flera polytyper, var och en med unika egenskaper. Av dessa typer utm\u00e4rker sig 4H-SiC genom sina exceptionella elektriska och mekaniska egenskaper; bland dessa varianter anses den vara en av de mest avancerade polytyperna p\u00e5 grund av sin hexagonala kristallgitterbildning medan 6H-SiC bildar ett kubiskt.<\/p>\n
F\u00f6roreningar som finns i 4H-SiC har en enorm effekt p\u00e5 dess prestanda, men deras natur och inverkan \u00e4r fortfarande d\u00e5ligt f\u00f6rst\u00e5dda. F\u00f6r att \u00e5tg\u00e4rda detta gap utf\u00f6rdes f\u00f6rsta-principen-bildnings-energiber\u00e4kningar f\u00f6r att utveckla en omfattande databas \u00f6ver f\u00f6roreningsplatser inom 4H-SiC; detta inkluderar information som gitterdistorsion, l\u00f6slighetsniv\u00e5er, laddnings\u00f6verg\u00e5ngsniv\u00e5er etc.<\/p>\n
Sekund\u00e4rjonmasspektrometri anv\u00e4ndes f\u00f6r att analysera djupprofiler av O-, B- och N-densiteter n\u00e4ra Si-substrat och tillv\u00e4xtytor n\u00e4ra Si-substrat och tillv\u00e4xtytor f\u00f6r 4H-SiC-prover och visade att de flesta f\u00f6roreningar orsakade gitterexpansion medan endast B- och N-atomer ledde till gitterkontraktion p\u00e5 cirka 0,51%.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon carbide (SiC) is an exceptional material with remarkable electrical and mechanical properties, making it especially suitable for applications that demand performance at elevated temperatures and voltages. SiC is particularly well suited to high-power and high-frequency applications where heat dissipation is essential. Atmospheric microscopy (OM) and laser scanning confocal microscopy (LSCM) were employed to analyze… L\u00e4s mer \"F\u00f6rdelar med 4H och 6H kiselkarbid f\u00f6r kraftelektronik<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-258","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/258","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=258"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/258\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":259,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/258\/revisions\/259"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=258"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=258"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=258"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}