2023-04-06
సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) అనేది ఒక సమ్మేళనం సెమీకండక్టర్, ఇది సిలికాన్ వంటి సాంప్రదాయ సెమీకండక్టర్ పదార్థాల కంటే దాని అనేక ప్రయోజనాల కారణంగా ఇటీవలి సంవత్సరాలలో ప్రజాదరణ పొందుతోంది. SiC 200 కంటే ఎక్కువ రకాల స్ఫటికాలను కలిగి ఉంది మరియు దాని ప్రధాన స్రవంతి 4H-SiC, ఉదాహరణకు, 3.2eV యొక్క నిషేధించబడిన బ్యాండ్విడ్త్ను కలిగి ఉంది. దాని సంతృప్త ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీ, బ్రేక్డౌన్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ స్ట్రెంగ్త్ మరియు థర్మల్ కండక్టివిటీ అన్నీ సాంప్రదాయ సిలికాన్-ఆధారిత సెమీకండక్టర్ల కంటే మెరుగ్గా ఉంటాయి, అధిక వోల్టేజ్ నిరోధకత, అధిక-ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత మరియు తక్కువ నష్టం వంటి ఉన్నతమైన లక్షణాలతో ఉంటాయి.
|
సి |
GaAs |
SiC |
GaN |
బ్యాండ్విడ్త్(eV) |
1.12 |
1.43 |
3.2 |
3.4 |
సంతృప్త డ్రిఫ్ట్ వేగం (107cm/s) |
1.0 |
1.0 |
2.0 |
2.5 |
ఉష్ణ వాహకత (W·cm-1·కె-1) |
1.5 |
0.54 |
4.0 |
1.3 |
బ్రేక్డౌన్ స్ట్రెంత్ (MV/cm) |
0.3 |
0.4 |
3.5 |
3.3 |
సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క ప్రాథమిక ప్రయోజనాల్లో ఒకటి దాని అధిక ఉష్ణ వాహకత, ఇది సాంప్రదాయ సెమీకండక్టర్ పదార్థాల కంటే మరింత ప్రభావవంతంగా వేడిని వెదజల్లడానికి అనుమతిస్తుంది. ఇది పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ వంటి అధిక-ఉష్ణోగ్రత అనువర్తనాల్లో ఉపయోగించడానికి ఇది ఒక ఆదర్శవంతమైన మెటీరియల్గా చేస్తుంది, ఇక్కడ అధిక వేడి పనితీరు సమస్యలను లేదా వైఫల్యాన్ని కూడా కలిగిస్తుంది.
సిలికాన్ కార్బైడ్ యొక్క మరొక ప్రయోజనం దాని అధిక బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్, ఇది సాంప్రదాయ సెమీకండక్టర్ పదార్థాల కంటే అధిక వోల్టేజ్లు మరియు శక్తి సాంద్రతలను నిర్వహించడానికి అనుమతిస్తుంది. ఇది DC పవర్ను AC పవర్గా మార్చే ఇన్వర్టర్ల వంటి పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ అప్లికేషన్లలో మరియు మోటార్ కంట్రోల్ అప్లికేషన్లలో ఇది ప్రత్యేకంగా ఉపయోగపడుతుంది.
సాంప్రదాయ సెమీకండక్టర్ల కంటే సిలికాన్ కార్బైడ్ అధిక ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీని కలిగి ఉంటుంది, అంటే ఎలక్ట్రాన్లు పదార్థం ద్వారా మరింత వేగంగా కదులుతాయి. ఈ లక్షణం RF యాంప్లిఫైయర్లు మరియు మైక్రోవేవ్ పరికరాల వంటి అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ అప్లికేషన్లకు బాగా సరిపోయేలా చేస్తుంది.
చివరగా, సిలికాన్ కార్బైడ్ సాంప్రదాయ సెమీకండక్టర్ల కంటే విస్తృత బ్యాండ్గ్యాప్ను కలిగి ఉంది, అంటే ఇది థర్మల్ బ్రేక్డౌన్తో బాధపడకుండా అధిక ఉష్ణోగ్రతల వద్ద పనిచేయగలదు. ఇది ఏరోస్పేస్ మరియు ఆటోమోటివ్ ఎలక్ట్రానిక్స్ వంటి అధిక-ఉష్ణోగ్రత అప్లికేషన్లలో ఉపయోగించడానికి ఇది అనువైనదిగా చేస్తుంది.
ముగింపులో, సిలికాన్ కార్బైడ్ అనేది సాంప్రదాయ సెమీకండక్టర్ పదార్థాల కంటే అనేక ప్రయోజనాలతో కూడిన సమ్మేళనం సెమీకండక్టర్. దాని అధిక ఉష్ణ వాహకత, అధిక బ్రేక్డౌన్ వోల్టేజ్, అధిక ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీ మరియు విస్తృత బ్యాండ్గ్యాప్ విస్తృత శ్రేణి ఎలక్ట్రానిక్ అప్లికేషన్లకు, ప్రత్యేకించి అధిక-ఉష్ణోగ్రత, అధిక-శక్తి మరియు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ అప్లికేషన్లకు బాగా సరిపోతాయి. సాంకేతికత అభివృద్ధి చెందుతున్నందున, సిలికాన్ కార్బైడ్ వినియోగం సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమలో మాత్రమే ప్రాముఖ్యతను పెంచుతూనే ఉంటుంది.