Свойства и характеристики SiC
Благодаря своим уникальным физическим и электронным свойствам карбид кремния используют для создания высокоэффективных, высокотемпературных, радиационностойких, а также высокочастотных электронных приборов. В таблице приводится сравнение основных электронных свойств политипов SiC (4H-SiC и 6H-SiC) с кремниевыми (Si) и арсенидгаллиевыми (GaAs) полупроводниковыми материалами.
Наименование | 4H-SiC | 6H-SiC | GaAs | Si |
Ширина запрещенной энергетической зоны, эВ | 3,26 | 3,03 | 1,43 | 1,12 |
Критическая напряженность электрического поля, МВ/см | 2,2 | 2,4 | 0,3 | 0,25 |
Теплопроводность, Вт/см*К | 3,0...3,8 | 3,0...3,8 | 0,5 | 1,5 |
Скорость объемного заряда электронов, см/с*107 | 2,0 | 2,0 | 1,0 | 1,0 |
Основные преимущества SiC полупроводниковых материалов в сравнении с Si и GaAs:
- Напряженность электрического поля 4Н-SiC при возникновении лавинного пробоя более чем на порядок превышает соответствующие показатели у Si и GaAs. Это приводит к значительному снижению удельного сопротивления в открытом состоянии Ron.
- Малое удельное сопротивление в открытом состоянии, в сочетании с высокой плотностью тока и теплопроводностью, позволяет использовать очень маленькие по размерам кристаллы для силовых приборов.
- Высокая теплопроводность SiC снижает тепловое сопротивление кристалла.
- Электронные свойства приборов на основе SiC очень стабильны во времени и слабо зависят от температуры, что обеспечивает высокую надежность изделий.
- Карбид кремния чрезвычайно устойчив к жесткой радиации, воздействие которой не приводит к деградации электронных свойств кристалла.
- Высокая предельная рабочая температура кристалла (более 6000С) позволяет создавать высоконадежные приборы для жестких условий эксплуатации и специальных применений.