실리콘 카바이드 산업에 관한 특별 연구 보고서: 신에너지 자동차 및 태양광 구동 산업의 성장(1)
1. SiC는 우수한 전기적 특성을 가지고 있어 가장 유망한 반도체 소재 중 하나가 될 것으로 예상됩니다.
반도체 소재의 발전은 3단계를 거쳤다.. 일반적인 반도체 재료에는 실리콘이 포함됩니다. (그리고), 게르마늄 (게) 갈륨 비소 등의 기타 원소 반도체 및 화합물 반도체 재료 (GaAs), 실리콘 카바이드 (SiC), 질화갈륨 (GaN). 연구 및 대규모 적용의 시간적 순서부터, 위의 반도체 재료는 일반적으로 업계에서 3세대로 나뉩니다..
1세대 반도체 재료는 1950년대부터 널리 사용되어 왔다., 실리콘으로 대표되는 (그리고) 그리고 게르마늄 (게). 그러한 재료의 산업 체인은 비교적 성숙합니다., 완벽한 기술 보유 및 낮은 생산 비용. 현재, 그들은 주로 대규모 집적 회로에 사용됩니다., 저전압 포함, 낮은 빈도, 저전력 트랜지스터 및 검출기.
실리콘계 반도체 소재는 현재 가장 많이 생산되고 가장 널리 사용되는 반도체 소재, 이상 90% 의 반도체 제품은 실리콘 기반 재료로 만들어집니다..
2세대 반도체 재료는 1990년대부터 널리 사용되어 왔다., 갈륨 비소로 대표되는 (GaAs) 및 인듐 인화물 (인피). 반도체 산업의 발달로, 실리콘 재료의 물리적 병목 현상이 점점 더 커지고 있습니다., 물리적 특성은 광전자 공학 및 고주파 고전력 장치에서의 적용을 제한합니다.. 2세대 반도체 재료는 물리적 구조에 직접적인 밴드 갭의 특성을 가지고 있습니다..
실리콘 기반 재료와 비교, 그들은 좋은 광전 성능의 장점이 있습니다, 높은 작동 주파수, 고온 저항 및 방사선 저항. 그들은 고속을 만들기를 위해 적당합니다, 고주파, 고전력 및 발광 전자 장치. 고성능 마이크로웨이브 제작에 탁월한 소재입니다., 밀리미터파 장치 및 발광 장치, 이동 통신에 널리 사용됩니다., 위성 통신, 광통신, GPS 내비게이션 및 기타 필드.
3세대 반도체는 질화갈륨으로 대표되는 화합물 반도체 (GaN) 실리콘 카바이드 (SiC). 이 유형의 반도체 재료의 밴드 갭 폭은 2.3eV보다 크거나 같습니다., 그래서 와이드 밴드 갭 반도체 재료라고도 합니다.. 3세대 반도체는 밴드 갭 폭과 같은 주요 파라미터에서 상당한 이점을 가지고 있습니다., 고장 전계, 열 전도성, 전자 포화율, 및 방사선 저항, 고전력에 대한 현대 산업의 요구를 충족, 높은 전압, 고주파.
따라서, 3세대 반도체는 주로 고속 반도체를 만드는 데 사용됩니다., 고주파, 고전력 및 발광 전자 부품. 다운스트림 애플리케이션에는 스마트 그리드가 포함됩니다., 신에너지 차량, 광전지 풍력, 5지 커뮤니케이션, 등.
SiC 재료 소개. SiC는 SiC의 화학식을 갖는 무기 물질입니다.. 그것은 석영 모래로 만들어집니다, 석유 코크스 (또는 석탄 코크스), 우드 칩 (녹색 SiC를 생산하려면 소금이 필요합니다.) 고온의 저항로에서 제련하여 기타 원료.
SiC는 자연계에도 희귀 광물로 존재합니다., 물라이트. C 중, N, B 및 기타 비산화물 첨단 내화물, SiC는 가장 널리 사용되고 경제적인 것입니다., 에머리 또는 내화성 모래라고 할 수 있습니다.. SiC는 반도체 소재 분야에서 가장 유망한 소재 중 하나가 될 것으로 예상됩니다..
실리콘 장치와 비교, SiC를 기반으로 하는 전력 장치는 고전압 저항과 같은 전기적 특성을 가집니다., 고온 저항 및 낮은 에너지 손실, 가장 유망한 반도체 재료 중 하나입니다.. SiC의 우수한 전기적 특성은 다음과 같은 측면을 포함합니다.:
1 고전압 저항. SiC의 파괴 전계 강도가 10 실리콘의 몇 배, SiC로 준비된 장치는 내전압 용량을 더욱 향상시킬 수 있습니다., 작동 주파수 및 전류 밀도, 장치의 전도 손실을 크게 줄입니다..
2 고온 저항. 밴드갭이 넓을수록, 장치의 제한 작동 온도가 높을수록. SiC의 밴드갭은 실리콘의 3배에 가깝기 때문에, SiC의 제한 작동 온도는 실리콘보다 상당히 높을 것입니다., 이상에 도달할 수 있는 600 ℃. 동시에, SiC의 열전도율은 실리콘보다 높습니다., 냉각 시스템에 대한 요구 사항을 줄이고 터미널을 더 가볍고 작게 만드는 데 도움이 됩니다..
3 낮은 에너지 손실. SiC는 실리콘의 두 배에 달하는 포화 전자 드리프트 속도를 가집니다.. 실리콘에 비해, SiC는 저항이 매우 낮고 손실이 적습니다.; 동시에, SiC는 거의 3 실리콘의 밴드 갭 폭의 배, 실리콘 장치에 비해 누설 전류가 크게 감소합니다., 전력 손실을 더욱 줄일 수 있는; 게다가, SiC 장치는 끄는 과정에서 전류 테일링이 없습니다., 스위칭 손실이 적다, 실제 애플리케이션에서 스위칭 주파수를 크게 향상시킵니다..
일반적으로, SiC는 고압 저항과 같은 우수한 특성을 가지고 있습니다., 고온 저항 및 낮은 에너지 손실, 고온에 대한 전력 전자 기술의 새로운 요구 사항을 충족할 수 있는, 높은 전력, 높은 전압, 고주파, 방사선 저항 및 기타 열악한 작업 조건, 반도체 소재 분야에서 가장 유망한 소재 중 하나가 될 것으로 기대.
