SiC или кремний: что выбрать для силовой электроники
КраткоШирина запрещённой зоны 4H-SiC около 3,26 эВ — примерно в 3 раза больше, чем у кремния (1,12 эВ); критическое поле пробоя примерно на порядок выше; теплопроводность в 2–3 раза выше. Поэтому SiC применяют в силовых приборах от 650 В, при высоких температурах и частотах переключения. Подложки SiC значительно дороже и требуют другой технологии — это не универсальная замена кремнию.
Сравнение свойств
| Параметр | Si | 4H-SiC |
|---|---|---|
| Ширина запрещённой зоны | 1,12 эВ | 3,26 эВ |
| Критическое поле пробоя | ≈ 0,3 МВ/см | ≈ 2,5–3 МВ/см |
| Теплопроводность | ≈ 1,5 Вт/(см·К) | ≈ 3,7–4,9 Вт/(см·К) |
| Типичное напряжение приборов | в основном до 650 В | 650–3300 В |
| Диаметр подложек | 150 / 200 / 300 мм | 150 / 200 мм |
Типичные литературные значения при комнатной температуре.
Когда выбирают SiC?
- Тяговые инверторы и бортовые зарядные устройства электромобилей
- Солнечные инверторы, накопители энергии
- Промышленные источники питания, зарядные станции
- Высокие температуры и частоты переключения
Для низковольтных, логических и большинства аналоговых схем по-прежнему используют кремний.
Вопросы
Почему подложки SiC дорогие?
Медленный рост кристалла, сложная обработка, более низкий выход годных; с ростом мощностей цены заметно снизились.