I takt med att marknaden f\u00f6r elfordon expanderar m\u00e5ste tillverkarna minska de initiala ink\u00f6ps- och driftskostnaderna samtidigt som de m\u00e5ste \u00f6ka r\u00e4ckvidden och minska laddningstiden - alla dessa funktioner utf\u00f6rs med SiC-baserad kraftelektronik.<\/p>\n
Coherents expertis inom II-VI har inspirerat dem att bilda ett dotterbolag som \u00e4r dedikerat till att tillhandah\u00e5lla 200 mm substrat och epi-wafers f\u00f6r kraftelektronikenheter, med Denso som \u00e4r en fordonsleverant\u00f6r och Mitsubishi Electric som levererar till flera industrier som sina viktigaste kunder.<\/p>\n
SiC-substrat \u00e4r en integrerad del av kraftaggregat som m\u00f6jligg\u00f6r h\u00f6ga genomslagssp\u00e4nningar och l\u00e5ga switchf\u00f6rluster som kr\u00e4vs f\u00f6r effektiv kraftomvandling i elfordon, vindkraftverk, solpaneler och andra industriella applikationer. F\u00f6r att f\u00f6rbli kostnadseffektiva under extrema f\u00f6rh\u00e5llanden beh\u00f6ver dessa enheter ett substrat med h\u00f6g resistans som minimerar energif\u00f6rlusten n\u00e4r str\u00f6m passerar genom dem.<\/p>\n
Resistansen hos mono-SiC-substrat best\u00e4ms av deras dopningst\u00e4thet. Mono-SiC best\u00e5r vanligtvis av kiselkarbid med h\u00f6g renhet, inga defekter och minimal dopningst\u00e4thet, men om man anv\u00e4nder tungmetaller som koppar (Cu) eller guld i bindningsskikten \u00f6kar resistiviteten med cirka 2,5 mikro-Ohm-cm per tillsatt Cu\/Au.<\/p>\n
SiC-on-Si-substrat (enkristallin kiselkarbid p\u00e5 kisel) ger l\u00e4gre dopningst\u00e4thet med bibeh\u00e5llen kristallkvalitet, vilket m\u00f6jligg\u00f6r mindre kostsamma bindningsskikt av Cu eller Au som minskar resistansen avsev\u00e4rt.<\/p>\n
Genom att byta fr\u00e5n 6-tumssubstrat till 8-tumssubstrat kan tillverkarna s\u00e4nka kostnaderna avsev\u00e4rt genom att minska spillet och \u00f6ka utnyttjandegraden - enligt den kinesiska substrattillverkaren TankeBlue Semiconductor kan detta spara dem 50% per wafer! Som ett resultat av detta har substrat med h\u00f6g resistivitet blivit popul\u00e4ra inom industrin.<\/p>\n
RF-enheter som GaN heteroepitaxi kr\u00e4ver halvledarsubstrat med h\u00f6g elektrisk resistivitet, l\u00e5g elektrondriftr\u00f6rlighet och halvisolerande egenskaper - vanligtvis tillverkade av SiC av n-typ och framst\u00e4llda med epitaxi- eller jonimplantationstekniker. Kvaliteten p\u00e5 substraten har en direkt inverkan p\u00e5 enheternas prestanda, utbyte och tillf\u00f6rlitlighet.<\/p>\n
En konventionell metod f\u00f6r att bilda halvisolerande enkristaller av kiselkarbid (SiC) inneb\u00e4r att man tills\u00e4tter ett element som aluminium som har djupa acceptorniv\u00e5er i SiC; detta \u00f6verkompenserar f\u00f6r kv\u00e4vef\u00f6roreningar som minskar donatorniv\u00e5erna och ger ledande enkristaller av SiC.<\/p>\n
En alternativ metod f\u00f6r att producera semiisolerande SiC-monokristaller inneb\u00e4r att man anv\u00e4nder inneboende punktdefekter som djupa niv\u00e5er f\u00f6r att kompensera f\u00f6r fria b\u00e4rare som introduceras i SiC av ytliga givar- och acceptordopningsmedel, inklusive ytliga givardopningsmedel som ytliga acceptordopningsmedel och givardopningsmedel. F\u00f6r att detta ska fungera effektivt m\u00e5ste dock en lika stor koncentration av acceptorer och donatorer p\u00e5 djup niv\u00e5 dopas i varje h\u00f6rn (NN+ND=NA+NTE).<\/p>\n
Semiisolerande kiselkarbidsubstrat tillverkas med hj\u00e4lp av avancerade tillverkningstekniker som \u00e4r utformade f\u00f6r att minimera kristalldefekter och s\u00e4kerst\u00e4lla materialets enhetlighet, vilket ger h\u00f6gpresterande, stabila och tillf\u00f6rlitliga halvledarsubstrat som kan anv\u00e4ndas i RF- och effektanordningar som f\u00f6rst\u00e4rkare och transistorer samt applikationer f\u00f6r h\u00f6ga temperaturer och extrema milj\u00f6er som radarsystem, s\u00f6karn\u00e4tverk och satellitkommunikation.<\/p>\n
Substrat med brett bandgap g\u00f6r det m\u00f6jligt att tillverka h\u00f6gpresterande RF-effektf\u00f6rst\u00e4rkare, lasrar och andra halvledarkomponenter med substrat med brett bandgap. Dessa halvledarkomponenter har \u00f6verl\u00e4gsna prestanda j\u00e4mf\u00f6rt med traditionella kiselbaserade komponenter tack vare det st\u00f6rre bandgapet, vilket m\u00f6jligg\u00f6r drift vid h\u00f6gre temperaturer; den h\u00f6gre temperaturen g\u00f6r att komponenterna \u00e4r mer motst\u00e5ndskraftiga mot slitage, vilket \u00f6kar livsl\u00e4ngden och tillf\u00f6rlitligheten hos dessa halvledarkomponenter.<\/p>\n
Material med breda bandgap har ocks\u00e5 betydligt snabbare v\u00e4xlingshastigheter \u00e4n kisel; Galliumnitrid har t.ex. en elektronr\u00f6rlighet p\u00e5 2.000 cm2\/Vs - 10 g\u00e5nger snabbare \u00e4n kisel! Denna \u00f6kade omkopplingshastighet g\u00f6r material med brett bandgap idealiska f\u00f6r h\u00f6gfrekvensapplikationer som telekom, datakommunikation och kraftelektronik.<\/p>\n
USA:s f\u00f6rsvarsdepartement etablerade \u00e5tta regionala innovationshubbar inom Microelectronics Commons under 2022, till exempel North Carolinas Commercial Leap Ahead for Wide-Bandgap Semiconductors (CLAWS) Hub. Deras m\u00e5l \u00e4r att fr\u00e4mja ekosystem som minimerar risken samtidigt som de stimulerar storskaliga privata investeringar i produktion med stor diameter och genombrottsteknik f\u00f6r att p\u00e5skynda kommersialiseringen av halvledare med brett bandgap. Wolfspeed \u00e4r verksamt inom detta ekosystem.<\/p>\n
Coherent meddelade 2023 att de hade f\u00e5tt en investering p\u00e5 $1 miljarder fr\u00e5n fordonsf\u00f6retagen Mitsubishi Electric och Denso f\u00f6r att skapa ett vertikalt integrerat dotterbolag som ska tillverka SiC-substrat, epiwafers, kraftkomponenter och moduler fr\u00e5n substratproduktion till moduldesign. Khan leder det nya dotterbolaget, vars fokus ligger p\u00e5 att engagera kunderna i varje steg - fr\u00e5n tillverkning av substrat och epiwafers till design av enheter och moduler, med maximalt l\u00e4rande som motto f\u00f6r verksamheten.<\/p>\n
I takt med att efterfr\u00e5gan p\u00e5 krafthalvledare med brett bandgap \u00f6kar i applikationer som elfordon, v\u00e4xelriktare f\u00f6r f\u00f6rnybar energi och infrastruktur f\u00f6r smarta eln\u00e4t m\u00e5ste tillverkarna s\u00e4kerst\u00e4lla att deras komponenter klarar h\u00f6ga str\u00f6mmar och sp\u00e4nningar utan att g\u00e5 s\u00f6nder. Substraten utg\u00f6r ofta grunden f\u00f6r s\u00e5dana enheter och m\u00e5ste kunna motst\u00e5 h\u00f6ga sp\u00e4nningsniv\u00e5er i dessa utmanande milj\u00f6er f\u00f6r att f\u00f6rhindra att enheten g\u00e5r s\u00f6nder.<\/p>\n
Substrat \u00e4r tunna skivor av monokristallint halvledarmaterial som anv\u00e4nds som grund f\u00f6r MOSFETs och IGBTs som ska konstrueras via epitaxiell tillv\u00e4xt, vanligtvis med monokristallina SiC MOSFETs och IGBTs som finns i fordonsmoduler som ombordladdare, traktionsomvandlare och DC-DC-omvandlare som ett exempel. Kisel (Si) \u00e4r ofta det f\u00f6redragna substratmaterialet.<\/p>\n
Under h\u00f6gre sp\u00e4nningar kan det metalliserade keramiska substratet dock f\u00e5 problem d\u00e4r det m\u00f6ter det inkapslande materialet - s\u00e4rskilt vid kanterna d\u00e4r de r\u00f6r vid varandra. Denna interaktion utl\u00f6ser en kraftig \u00f6kning av den elektriska f\u00e4ltstyrkan vilket resulterar i partiella urladdningar som till slut orsakar fel och kan utpl\u00e5na din modul helt och h\u00e5llet.<\/p>\n
Nyligen har ett nytt substrat tagits fram f\u00f6r att l\u00f6sa detta problem med h\u00f6gsp\u00e4nningsenheter. Genom att utnyttja kisel-p\u00e5-isolator-tekniken - som best\u00e5r av polykristallina skikt som f\u00e4sts p\u00e5 monokristallint SiC - m\u00f6jligg\u00f6r detta nya substrat tillverkning av AlN-metallhalvledarf\u00e4lteffekttransistorer (MESFETs) utan att beh\u00f6va komplexa \u00e5tervunna eller graderade kontaktskikt, vilket ger utm\u00e4rkta resultat f\u00f6r dr\u00e4neringsm\u00e4ttnadsstr\u00f6m och p\u00e5\/av-f\u00f6rh\u00e5llande.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
As the electric vehicle (EV) market expands, manufacturers must reduce initial purchase and operating costs while simultaneously increasing driving range and decreasing charging time – which are all functions played out using SiC-based power electronics. Coherent’s expertise in II-VI has inspired them to form a subsidiary dedicated to providing 200mm substrates and epi wafers for… L\u00e4s mer \"Koherenta SiC-substrat f\u00f6r elbilar och annan avancerad 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-621","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/621","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=621"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/621\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":622,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/621\/revisions\/622"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=621"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=621"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/sv\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=621"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}