Comparari cum potentia semiconductores silicon-substructio, potentia semiconductores SiC (silicon) utilitates significantes habent in commutatione frequentiae, detrimentum, caloris dissipationis, miniaturizationis, etc.
Cum magna-scala productione inverters carbidi siliconis a Tesla, plures societates etiam producta carbidi siliconis terrere coeperunt.
SiC tam mirabile est, quomodo in terra facta est?Quae nunc sunt applicationes?Videamus!
01 Nativitas SiC
Sicut aliae potentiae semiconductores, industria catenae Sic-MOSFET includitlongum crystallum - subiectum - epitaxy - design - fabricandi - nexus packaging.
Longum crystallum
Per longum cristallum nexum, dissimilem praeparationis methodi Tira adhibita ab unico cristallo silicon, carbide silicon maxime adhibet methodum translationis gasi physicae (PVT, etiam quae Lly meliore nota vel methodo sublimationis seminis crystalli sublimationis), caliditas chemicae methodi gasi depositionis (HTCVD. ) Supplementa.
Caput gradum
1. Materia solida carbonica;
2. Post calefactionem, carbida solida fit gas;
3. Gas moveatur ad superficiem seminis crystalli;
4. Gas crescit in superficie seminis crystalli in crystallum.
Picture source: "Technical Point to disassemble PVT augmentum carbide Pii"
Diversa artificia duo maiora incommoda cum basi Pii comparata effecit;
Primo, productio difficilis et cedit humilis.Temperatura gasi carbonii substructi supra 2300 °C crescit et pressio 350MPa est.Tota arca obscura exercetur, et in sordes facile miscetur.Frumentum humilior est quam basi Pii.Maiores sunt diametri, inferiores cedunt.
Secundum est tardus incrementum.Regimen methodi PVT tardissimum est, celeritas circiter 0.3-0.5mm/h, et 2cm in 7 diebus crescere potest.Maximum solum crescere potest 3-5cm, et diametrum cristallinae regulae maxime est 4 digitorum et 6 digitorum.
Silicon substructio 72H ad altitudinem 2—3m crescere potest, cum diametris plerumque 6 pollices et 8-inch novas productionis capacitas 12 digitorum.Ideo carbide pii saepe crystallum vocant, et pii lignum crystallinum fit.
Carbide crystallum ingots
Substratum
Postquam diu crystallus completus est, processus productionis subiectae intrat.
Postea iaculis incisio, stridor (asper stridor, tenuis stridor), expolitio (mechanica politio), ultra -praecisionem expolitio (chemica mechanica expolitio), substratum carbide pii adeptus est.
Subiectum maxime luditpartes corporis subsidii, scelerisque conductivity et conductivity.Difficultas processus est quod materia carbida siliconis alta, crispa et stabilis est in proprietatibus chemicis.Ergo, traditum silicon-basis processus methodi non sunt idoneae ad substratum carbide pii.
Qualitas incisionis directe afficit effectionem et utendo efficientiam (cost) carbide siliconis productorum, ideo requiritur ut sit parva, aequabilis crassitudo, et humilis incisio.
Hoc temporeIV -inch et VI -inch maxime utitur multi -line sectione armorum;crystallis Pii secans in pecias tenues cum crassitudine non plus quam 1mm.
Multi -line sectione schematic schematis
In futurum, aucta quantitate laganae carbonisedae pii, aucta in materialibus utendo requisitis augebunt, et technologiae, sicut laser divisio et frigoris separatio, etiam paulatim applicabitur.
In 2018, Infineon Siltectra GmbH acquisivit, quod processum ametum notum frigidum crepuit.
Comparatum cum traditional multi-filum incidendi processum amissio 1/4,frigidus processus crepuit tantum 1/8 de materia carbidi siliconis amissa.
Extensio
Cum materia carbida siliconis non potest facere cogitationes potentiae immediate in subiecto, variae cogitationes in strato extensionis requiruntur.
Igitur, confecto substrato productione, species tenuis veliformis crystalli unica substrata per processum extensionem crevit.
In praesenti methodo depositionis gasi chemici (CVD) processus maxime adhibitus est.
Design
Postquam res facta est, in scaenam producti consili intrat.
Nam MOSFET, umbilicus processus designandi, rimam designat;ex una parte ad vitare praeiudicio patent(Infineon, Rohm, ST, etc. patentes extensiones habent).obviam fabricandi et fabricandi aliqua.
Azyma fabricatio
Finito facto consilio, vestibulum laganum in scaenam intrat;processusque fere similis est cum Pii, qui maxime sequentis 5 gradus habet.
Step I: Inject larva
Plumbum oxydatum pii (SiO2) cinematographicum factum est, photoresista est obducta, forma photoresista per gradus homogenizationis, nuditatis, progressionis, etc., et figura ad oxydatum cinematographicum per processum etching transfertur.
Step II: Ion implantatio
laganum pii carbide larvatum in inditorem ion impositum est, ubi aluminium iones injectae sunt ut zonam P-type doping formarent, et annata ad excitandum aluminium insitum.
Pelliculae oxide remota, iones nitrogenii in regionem specificam regionis P-typi doping injectae sunt ut regionem N-typi conductivam exhauriendi et principii formarent, et nitrogen iones insitae ad eos excitandos subnexerentur.
Gradus III: Fac malesuada euismod
Facere malesuada euismod.In area inter fontem et exhaurire, accumsan oxydatum porta praeparatur processu oxidationis caliditatis, et porta electrode posita est accumsan portae formare structuram imperium.
Step IV: faciens passionem stratis
Passionis accumsan efficitur.Iaculum passivationis deponere cum notis velit bonis ne interelectrodae naufragii.
Gradus V, fac exhaurire fonte electrodes
Detrito et fonte fac.Patibulum lavacrum perforatum est et metallum ad formam exhauriendam et ad fontem debellandum est.
Photo Source: Xinxi Capital
Quamquam parum interest inter processum planum et silicon innixum, ob notas materiae carbidi siliconis;ion implantationem et furnum opus efferri in environment caliditas(usque ad 1600° C), caliditas cancellos materiae ipsius structuram afficiet, difficultas etiam cede afficiet.
Adde pro MOSFET, tium;qualitas portae oxygenii directe afficit canalem mobilitatis et portae constantiamquoniam duo genera pii et carbonis atomi in materia carbide pii sunt.
Praecipua igitur porta mediae incrementi methodus requiritur (alterum punctum est quod linteum carbide pii pellucidum est, et positio alignment in scaena photolithographia difficilis ad Pii).
Post laganum fabricam expleto, singula chip in nudo incisa sunt et secundum propositum sarcinari possunt.Communis processus pro discretis machinis est TO involucrum.
650V CoolSiC™ MOSFETs in TO-247 package
Photo: Infineon
Campus automotivus magnam vim habet et caloris dissipationis requisita, et interdum necesse est ut circuitus pontis directe aedificandi (dimidii pontis vel pontis pleni, vel directe cum diodis sarcinatis).
Ideo saepe recta in modulos seu systemata fasciculata est.Secundum numerum astularum in unius moduli fasciculis, forma communis 1 in 1 (BorgWarner), 6 in 1 (Infineon), etc., et nonnullae societates unum tubum schematis parallelum utuntur.
Borgwarner Vipera
Aquae refrigerationem et SiC-MOSFET duplices sustinet
Infineon CoolSiC™ MOSFET modulorum
Pii Dissimilis,pii carbidi moduli in temperatura superiori agunt circiter CC°C.
Traditional softer solidature temperatura prostrati punctum temperatum est humile, non metus tortor requisita.Ergo, moduli carbide pii saepe utuntur processus humilis-temperatus argenteus sintering glutino.
Modulus expleto applicari potest partium ratio.
Tesla Model3 motor controller
Chip nudum ex ST, sarcina auto-evoluta et systema electricum coegi
02 Status applicationis Sic?
In agro autocineto, cogitationes potentiae maxime adhibitae suntDCDC, OBC, motores inverters, inverters aeris electrici condiciones wireless immittentes et alias partesquae AC/DC conversionem celeriter requirunt (DCDC maxime agit ut switch velociter).
Photo: BorgWarner
Cum materiis Pii-fundatis, SIC materiae altiorem habentdiscrimine NIVIS CASUS naufragii agri vires(3×106V/cm);melius scelerisque conductivity(49W/mK) etlatius cohortis gap(3.26eV).
Cohors latior rima, minor lacus et efficacia altior.Scelerisque conductivity melior, superior densitas.Firmior campus naufragii NIVIS CAUALIS est, resistentia intentionis machinae emendari potest.
In campo igitur tabulae altae intentionis, MOSFETs et SBD a materiis carbidibus pii praeparatis, ut pii IGBT et FRD exsistentes coniunctio exsistentes IGBT et FRD compositum efficaciter emendare vim et efficientiam possunt;praesertim in alta frequentia applicationis missionum ad damna mutandi reducere.
Nunc maxime verisimile est magnas applicationes in inverters motoriis consequi, quas sequuntur OBC et DCDC.
800V suggestum voltage
In suggestu 800V intentionum, utilitas frequentiae altae facit conatibus magis promptior ad solutionem SiC-MOSFET eligendam.Ergo, maxima ex hodiernae 800V electronici potestate consilio SiC-MOSFET.
Platform-level consilio includitmoderni E-GMP, GM Otenergy - campus RAPINA, Porsche PPE, et Tesla EPA.Exceptis exemplaribus suggestuum Porsche PPE quae SiC-MOSFET expresse non portant (primum exemplar est silica-IGBT substructum), alia rostra vehiculorum Sic-MOSFET machinas capiunt.
Universal Ultra navitas suggestum
800V exemplar consilio maius est;Magnus Wall Salon notam Jiagirong, Beiqi polus Fox S HI versio, currus idealis S01 et W01, Xiaopeng G9, BMW NK1, Changan Avita E11 dixit 800V suggestum portare, praeter BYD, Lantu, GAC 'an, Mercedes-Benz, nulla Curre, FAW Flag Red, Volkswagen etiam 800V in investigationibus technologiae dixit.
Ex situ 800V ordinum a Tier1 impetratis;BorgWarner, Technologia Wipai, ZF, United Electronics, et Huichuanomnes denuntiaverunt 800V ordines electrici coegi.
400V suggestum voltage
In suggestu 400V, SiC-MOSFET maxime est in consideratione altae potentiae et potentiae densitatis et efficientiae altae.
Quales sunt Tesla Model 3\Y motor qui nunc massa productus est, apicem potentiae motoris BYD Hanhou circiter 200Kw est (Tesla 202Kw, 194Kw, 220Kw, BYD 180Kw), NIO etiam productis Sic-MOSFET incipientibus ab ET7 utetur. et ET5, quod infra recensetur.Picus potestas est 240Kw (ET5 210Kw).
Praeterea, in prospectu magnae efficientiae, quaedam incepta etiam explorant facundiam productorum auxiliorum inundationis SiC-MOSFET.
Post tempus: Iul-08-2023