炭化ケイ素絶縁体種類と用途

炭化ケイ素絶縁体種類と用途

炭化ケイ素絶縁体の紹介

炭化ケイ素絶縁体とは?

炭化ケイ素絶縁体とは、以下の材料でできた絶縁層を指す。 炭化ケイ素 (SiC)材料で作られている。USCI炭化ケイ素MOSトランジスタ(特殊構造のMOS電界効果トランジスタ)では、誘電体層は通常アモルファス状の炭化ケイ素材料でできている。

この層は通常非常に薄く、優れた絶縁特性を持ち、電流の流れを効果的に遮断する。

炭化ケイ素絶縁体の種類

分類

            タイプ

       ベネフィット

             申し込み

 

 

 

不純物含有量と格子欠陥密度に基づく

 

4H-SiC N型半絶縁(SIC)ウェハー

 

不純物や格子欠陥密度が低く、表面品質が良い。

 

パワーデバイス、高周波デバイス、オプトエレクトロニクスデバイスの準備

 

4H-SiC N型低不純物(低ドーピング、LD)ウェハー

 

不純物がやや多い

 

パワーデバイス、高周波デバイス、オプトエレクトロニクスデバイスの準備

 

 

製造プロセスと結晶構造に基づく

 

単結晶炭化ケイ素絶縁体

 

高純度で完璧な結晶構造

 

高い性能と安定性を必要とする用途に最適

 

多結晶炭化ケイ素絶縁体

 

製造工程は比較的単純で、コストも低い。

 

性能要件がそれほど厳しくない特定の用途に適している

 

 

 

応用分野に基づく

 

パワーエレクトロニクス用炭化ケイ素絶縁体

 

優れた耐高温性と耐高圧性

 

パワーエレクトロニクス・システムの高出力・高効率変換に最適

 

高周波エレクトロニクス用炭化ケイ素絶縁体

 

低誘電率・低誘電損失

 

高周波通信、マイクロ波機器などに最適。

炭化ケイ素絶縁体を使用する利点

炭化ケイ素絶縁体

炭化ケイ素絶縁体の長所は、炭化ケイ素の長所と同じである。

  • 高温耐性
  • 優れた化学的安定性
  • 高い機械的強度
  • 良好な電気絶縁性
  • 軽量

炭化ケイ素絶縁体の製造工程

炭化ケイ素絶縁体の製造には、さまざまな準備技術が必要である。ここでは、炭化ケイ素絶縁体の作製技術にご興味のある方のために、一般的な作製方法をご紹介します:

炭化ケイ素絶縁体

直接調製法: その名前から判断できるように、これは比較的直接的な調製法であり、つまり炭化ケイ素を二酸化ケイ素基板上に直接調製する。これは通常、二酸化ケイ素ウェハー上にアモルファス・シリコンの層を堆積させ、それをアニールしてポリシリコンに変換する。次に、炭素イオンをポリシリコン層に注入して多結晶炭化ケイ素を形成する。

化学蒸着法: これは新しい調製技術で、炭素源物質(SiCl4やCH3SiCl3など)とガス(NH3やH2など)を混合し、加熱して気化させる。その後、気体混合物を反応器に運び、触媒の作用の下、十分な高温(通常800~1200℃)で炭化反応を起こし、基板上に炭化ケイ素膜を析出させる。

ゾル-ゲル法: この方法は、ゾル-ゲル反応によって前駆体溶液をゲル化させ、炭化ケイ素粉末を調製する。ゲルは特定の温度で焼成され、脱水反応、脱塩素反応、炭化反応が起こり、最終的に炭化ケイ素粉末が得られる。

炭化ケイ素絶縁体の用途

炭化ケイ素--絶縁体

  • パワーエレクトロニクス分野: インバーター、周波数コンバーター、電源装置など。
  • カーエレクトロニクス分野: 電気自動車、ハイブリッド車などのカーエレクトロニクス
  • オプトエレクトロニクス分野: 高速通信、光通信、光電検出などの分野
  • 新しいエネルギー・フィールド: 太陽電池、風力タービン、エネルギー貯蔵装置、その他の分野

結論

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