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碳化硅(SiC)在半导体材料中应用

作者:荥阳光亚更新时间: 2017-05-11阅读: 438 次

碳化硅(Silicon carbide,化学式SiC)俗称金刚砂,为硅与碳相键结而成的陶瓷状化合物,碳化硅在大自然以莫桑石这种稀罕的矿物的形式存在。自1893年起碳化硅粉末被大量用作磨料,如今碳化硅被广泛用于制造高温、高压半导体中。

将碳化硅粉末烧结可得到坚硬的陶瓷状碳化硅颗粒,并可将之用于诸如汽车刹车片、离合器和防弹背心等需要高耐用度的材料中。目前在诸如发光二极管、半导体拆料,早期的无线电探测器之类的电子器件制造中也有使用。

碳化硅(SiC)在半导体材料中应用

虽然有很多关于碳化硅制造史的传闻,但是真正实现碳化硅的大量制备还是在1890年由爱德华•古德里奇•艾奇逊逊率先实现的,到现在SiC已发展成为主要的宽带隙半导体材料之一,成为当前半导体研究领域的前沿和热点。

SiC材料特性中最具吸引力的方面有:

宽带隙,不同聚合物可以高达(3~3.3)eV;

高的雪崩临界击穿电场,(2.5~5)MV / cm;

高热导率,(3~4.9)W / cm•K

高工作温度(高达1000 ℃)

高化学稳定性和抗辐照特性

作为电子材料,SiC碳化硅介电常数仅高于金刚石,在高频器件中具有很大潜力;SiC具有较高的击穿场强和热导率,在高温大功率领域中具有广阔的前景。

碳化硅(SiC)在半导体材料二极管中的应用

二极管是结构最简单的SiC电子器件,考虑反向击穿电压和通电电阻率的两项重要器件参数,SiC明显优于Si和GaAs二极管。

SiC二极管作为一种低功耗、超高速半导体器件,其最显著的特点为:

正向压降低,约只有一般硅二极管的一半

反向恢复时间小,比超快速恢复管还要小得多

以上就是碳化硅(SiC)在半导体材料中应用,非常适合替代硅材料快速恢复二极管(FRD)的应用,以提高电源效率,此外,还多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,以及微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管。

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