Isolante in carburo di silicio: Tipi e applicazioni

Isolante in carburo di silicio: Tipi e applicazioni

Introduzione all'isolante in carburo di silicio

Che cos'è l'isolante in carburo di silicio?

L'isolante in carburo di silicio si riferisce ad uno strato isolante composto da carburo di silicio (SiC). Nel transistor MOS al carburo di silicio USCI (un transistor a effetto di campo MOS a struttura speciale), lo strato dielettrico è costituito da materiale al carburo di silicio, solitamente in forma amorfa.

Questo strato è solitamente molto sottile e ha eccellenti proprietà isolanti, bloccando efficacemente il flusso di corrente elettrica.

I tipi di isolante in carburo di silicio

Classificazione

            Tipo

       Benefici

             Applicazione

 

 

 

In base al contenuto di impurità e alla densità dei difetti reticolari

 

Wafer 4H-SiC di tipo N semi-isolante (SIC)

 

Basso contenuto di impurità e densità di difetti reticolari e buona qualità superficiale

 

Preparazione di dispositivi di potenza, dispositivi a radiofrequenza e dispositivi optoelettronici

 

Wafer 4H-SiC di tipo N a bassa impurità (Low Doping, LD)

 

Contenuto di impurità leggermente superiore

 

Preparazione di dispositivi di potenza, dispositivi a radiofrequenza e dispositivi optoelettronici

 

 

In base al processo di produzione e alla struttura cristallina

 

Isolante in carburo di silicio a cristallo singolo

 

Elevata purezza e perfetta struttura cristallina

 

Ideale per applicazioni che richiedono elevate prestazioni e stabilità

 

Isolante in carburo di silicio policristallino

 

Il processo di produzione è relativamente semplice e il costo è basso.

 

Adatto a determinate applicazioni con requisiti prestazionali meno severi

 

 

 

In base al campo di applicazione

 

Isolanti in carburo di silicio per l'elettronica di potenza

 

Eccellente resistenza alle alte temperature e alle alte pressioni

 

Adatto per la conversione ad alta potenza e ad alta efficienza nei sistemi elettronici di potenza

 

Isolanti in carburo di silicio per l'elettronica ad alta frequenza

 

Costante dielettrica e perdita dielettrica più basse

 

Adatto per comunicazioni ad alta frequenza, dispositivi a microonde, ecc.

I vantaggi dell'utilizzo dell'isolante in carburo di silicio

tipo di isolante in carburo di silicio

I vantaggi dell'isolante in carburo di silicio sono gli stessi del carburo di silicio.

  • Resistenza alle alte temperature
  • Eccellente stabilità chimica
  • Elevata resistenza meccanica
  • Buone proprietà di isolamento elettrico
  • Leggero

Processo di produzione dell'isolante in carburo di silicio

La produzione di isolanti in carburo di silicio prevede diverse tecniche di preparazione. Se siete interessati alle tecniche di preparazione degli isolanti in carburo di silicio, qui vi presenteremo alcuni dei metodi più comuni:

isolante in carburo di silicio

Metodo di preparazione diretta: Come si può intuire dal nome, si tratta di un metodo di preparazione relativamente diretto, cioè il carburo di silicio viene preparato direttamente su un substrato di biossido di silicio. Di solito si deposita uno strato di silicio amorfo su un wafer di biossido di silicio e lo si ricuoce per convertirlo in polisilicio. Successivamente, gli ioni di carbonio vengono impiantati nello strato di polisilicio per formare carburo di silicio policristallino.

Metodo di deposizione da vapore chimico: Si tratta di una tecnologia di preparazione più recente che prevede la miscelazione di un materiale di origine carboniosa (come SiCl4 o CH3SiCl3) con un gas (come NH3 o H2) e la sua vaporizzazione mediante riscaldamento. Successivamente, la miscela gassosa viene trasportata nel reattore e, sotto l'azione di un catalizzatore, avviene una reazione di carbonizzazione a una temperatura sufficientemente elevata (di solito 800-1200°C) per depositare un film di carburo di silicio sul substrato.

Metodo sol-gel: Questo metodo fa gelificare la soluzione del precursore attraverso una reazione sol-gel per preparare polvere di carburo di silicio. Il gel viene calcinato a una temperatura specifica, si verificano reazioni di disidratazione, declorazione e carbonizzazione e si ottiene infine la polvere di carburo di silicio.

Le applicazioni dell'isolante in carburo di silicio

silicio-carburo-isolatore

  • Settore dell'elettronica di potenza: come inverter, convertitori di frequenza, alimentatori, ecc.
  • Settore dell'elettronica automobilistica: Elettronica per autoveicoli, come veicoli elettrici, ibridi, ecc.
  • Campo dell'optoelettronica: comunicazione ad alta velocità, comunicazione ottica, rilevamento fotoelettrico e altri settori
  • Nuovi campi energetici: celle solari, turbine eoliche, apparecchiature per l'accumulo di energia e altri settori.

Conclusione

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