1. Te mau huru tumu e te mau huru hoho'a tioata o te Silicon Carbide
1.1 Te hamaniraa i te mau hu'ahu'a atomi e te mau fifi polytypic
(Te puehu carbide)
Te mau hu'ahu'a (SiC) o te hoê ïa tao'a piti tei î i te mau hu'ahu'a atomi silicon e carbon tei haamauhia i roto i te hoê reni taa ê roa, te faaitehia ra na roto i to ' na etaeta faahiahia, te arata'iraa i te ve'ave'a, e te mau fare nohoraa mamati.
Taa ê noa'tu i te mau rave'a faatere matauhia mai te silicon aore ra te germanium, Teie râ, aita te SiC e vai ra i roto i te hoê noa ' tu tioata, e itehia ïa i roto hau atu i te 250 mau polytypes taa ê– Te mau huru tioata e taa ê nei i roto i te anairaa o te mau hu'ahu'a silicon-carbon i ni'a i te c-axis.
Te mau polytypes faufaa roa a'e o te 3C-SiC ïa (cubic, hoho'a zincblende), 4H-SiC, e te 6H-SiC (hexagonal), Te faaite ra te mau hoho'a atoa i te mau huru numera e te veavea e rave rahi.
I rotopu i teie mau mea, 4No te mea ho'i e, e mea maitai a'e te H-SiC no te mau rave'a aravihi rahi e te mau rave'a roro uira, no te mea ho'i e, e mea rahi a'e te mau rave'a roro uira e te iti a'e o te pato'iraa i ni'a i te tahi atu mau rave'a.
Te taairaa puai– no ni'a i te 88% e 12% te huru ionic– E horoa mai te reira i te hoê etaeta faahiahia, te ereraa i te ma'i, e te patoiraa i te mau faainoraa o te hihi, te faariroraa i te SiC ei mea tano no te mau ohipa i roto i te mau vahi fifi roa.
1.2 Te mau huru roro uira e te ve'ave'a
No roto mai te mana rahi o te SiC i te mau ravea roro uira i to ' na bandgap rahi, mai te 2.3 eV (3C-SiC) a 3.3 eV (4H-SiC), rahi a'e i te silicon 1.1 eV.
Maoti teie vahi rahi, e nehenehe te mau ravea SiC e ohipa i nia i te mau faito anuvera teitei– mai te 600 ° C– aita te u'i horo'a i roto i te rave'a e haafifi ra i te rave'a, te hoê fifi rahi i roto i te mau rave'a roro uira.
Roa, E puai rahi to te SiC i roto i te hoê vahi uira (~ 3 MV/cm), fatata hoê ahuru taime hau a'e i te silicon, ma te faati'a i te mau apa rairai rahi a'e e te mau ana'iraa teitei i roto i te mau rave'a uira.
To ' na aratairaa thermal (~ 3.7– 4.9 W/cm · K no te 4H-SiC) ua hau atu i te parahi, Te tautururaa i te faaoreraa i te mahanahana e te faaitiraa mai i te mau titauraa no te mau rave'a toetoe fifi i roto i te mau faaohiparaa puai rahi.
Ua faaôhia i roto i te hoê vitiviti rahi o te electron (~ 2 × 10 cm/s), Maoti teie mau fare, e nehenehe te mau transistors e te mau diode niuhia i ni'a i te SiC e taui oioi a'e, faaruru i te mau ana'iraa teitei, e te ohipa ma te ito maitai a'e i to ratou mau hoa silicon.
E faaohipa teie mau huru maitatai i te SiC ei tao'a niu no te mau rave'a roro uira o te u'i i muri mai, i roto iho â râ i te mau pereoo uira, Te mau faanahoraa o te ito faaho'i-faahou-hia, e te mau rave'a aravihi apî.
( Te puehu carbide)
2. Te faanahoraa e te paturaa o te mau tioata Silicon Carbide teitei
2.1 Te tupuraa o te tioata rahi na roto i te faahororaa i te ahu
Te hamaniraa i te viivii ore rahi, Te hoê o te mau tuhaa fifi roa a'e o te faaohiparaa i te rave'a aravihi o te SiC, no te anuvera rahi iho â râ (~ 2700 ° C )e te faatereraa polytype fifi.
Te ravea rahi roa ' ' e no te tupuraa rahi, o te faatereraa ïa i te ahu (PVT) Mahani, ua pii - atoa - hia te ravea Lely tei tauihia, i reira te puehu SiC teitei e faaîhia ' i i roto i te hoê huru argon i te anuvera hau atu i te 2200 ° C e ua tuu-faahou-hia i ni'a i te hoê tioata huero.
Te faatereraa mau i te mau faito anuvera, mǎhu, e mea faufaa roa te faaheporaa no te faaiti i te mau hape mai te mau micropipes, Te mau tauiraa, e te mau taa-ê-raa polytype o te faaino i te aravihi o te mau ravea.
Noa ' tu te mau haereraa i mua, Te mǎrû noa ra te vitiviti o te tupuraa o te mau tioata SiC– ravehia 0.1 a 0.3 mm/h– Ia faaauhia i te hamaniraa i te mau tao'a tahi silicon, ua riro te reira ei ohipa puai e te moni rahi.
Te faatumu nei te mau maimiraa tamau i nia i te haamaitairaa i te huru o te huero, te auhoêraa, e te hoê faanahoraa no te haamaitai i te huru tioata teitei e te faito.
2.2 Te mau hu'ahu'a Epitaxial e te mau rave'a
No te hamaniraa i te mau rave'a digital, E faarahihia te hoê ahu epitaxial SiC i nia i te hu'ahu'a rahi ma te faaohipa i te hoê hu'ahu'a (CVD), I te rahiraa o te taime, ma te faaohipa i te silane (SiH 4) e lp (C 3 H VA'U) ei mau arata'i i roto i te hoê huru hydrogen.
E tia i teie ahu epitaxial ia faaite i te faatereraa tano, faaiti i te î o te hape, e te doping (me te hu'ahu'a no te n-type e aore râ, te aluminium mama no te p-type) no te hamani i te mau vahi puai o te mau ravea uira mai te mau MOSFET e te mau Schottky.
Te taa-ê-raa i rotopu i te hu'ahu'a e te hu'ahu'a epitaxial, e te hepohepo tamau no roto mai i te mau taa-ê-raa o te tupuraa o te veavea, E nehenehe e faatupu i te mau hape e te mau hu'ahu'a o te faaino i te ti'aturiraa o te mau rave'a.
Ua faaiti rahi te hi'opo'araa i te pae no te hi'opo'araa e te mau rave'a no te hi'opo'a i te mau rave'a, ma te horo'a i te rave'a no te hamaniraa i te mau rave'a SiC teitei e te hoê oraraa roa.
I te horo'a i roto i, te haereraa i mua o te mau rave'a haaparareraa parau– mai te etching maro roa, te faaôraa i roto i te ion, e te ve'ave'a teitei– Ua tauturu te amuiraa i roto i te mau reni hamaniraa tauihaa semiconductor.
3. Te mau faaohiparaa i roto i te mau rave'a uira e te mau rave'a uira
3.1 Te tauiraa o te mana teitei e te tereraa uira
Ua riro te silicon carbide ei tao'a faufaa roa i roto i te mau ravea uira no teie tau, i reira to ' na aravihi no te taui i te mau aueueraa fenua teitei e te mau ereraa iti roa e riro ai ei mea nainai a'e, mâmâ a'e, e te mau faanahoraa papû a'e.
I roto i te mau pereoo uira (EVs), E taui te mau inverters niuhia i ni'a i te SiC i te puai o te mori DC ei rave'a no te faatahe i te hau no te motera uira, te hororaa i te mau aueueraa fenua mai te 100 kHz– hau atu i te mau inverters niuhia i ni'a i te silicon– te faaitiraa i te rahi o te mau tuhaa o te mau inductors e te mau capacitors.
E faatupu te reira i te hoê matotoraa rahi a'e o te mana, te mau huru faahororaa rahi, e te haamaitairaa i te faatereraa i te veavea, te faarururaa ti'a'tu i te mau fifi rahi i roto i te huru EV.
Ua faaohipa te feia hamani pereoo uira rahi e te feia hoo i te mau SiC MOSFET i roto i ta ratou mau faanahoraa drivetrain, te faaherehereraa i te moni e 5– 10% taa ê atu i te mau ma'itiraa niuhia i ni'a i te silicon.
Fa'atere'ere, i roto i te mau charger e te mau DC-DC, E faati'a te mau rave'a SiC i te faauta oioi a'e e te aravihi rahi a'e, te haafifiraa i te tauiraa i roto i te tereraa mau.
3.2 Te mau rave'a faaho'i-faahou-hia e te hoho'a no te Grid
I roto i te hoho'a (PV) mau taui o te mahana, E faarahi te mau hu'ahu'a mana SiC i te aravihi no te tauiraa na roto i te faaitiraa mai i te mau tauiraa e te mau ereraa i te aratairaa, i roto iho â râ i te mau fifi matauhia i roto i te hamaniraa i te puai o te mahana.
E faarahi teie haamaitairaa i te ito o te mau faanahoraa o te mahana e e faaiti i te mau hinaaro no te toetoe, te faaitiraa mai i te mau hoo o te faanahoraa e te faarahiraa i te ti'aturiraa.
I roto i te mau generator mata'i, E mea maitai a'e te mau rave'a faafariu i ni'a i te SiC i te faaruru i te mau faahopearaa o te mau generator, ma te faati'a i te hoê faanahoraa maitai a'e e te puai teitei.
Te u'i i ma'iri a'e nei, E faaohipahia te SiC i roto i te mau rave'a haaparareraa parau teitei (HVDC) te mau rave'a haaparareraa parau e te mau rave'a tauiraa, i reira to'na ana'iraa teitei e te parururaa o te ve'ave'a e paturu ai, Te tufaaraa i te puai rahi e te ereraa iti roa i te mau vahi atea roa.
E mea faufaa roa teie mau haereraa i mua no te haamaitai i te mau rave'a uira tahito e no te faaafaro i te rahiraa o te mau rave'a haaparareraa mana'o e te mau taime atoa.
4. Te mau ti'araa tumu i roto i te mau rave'a aravihi apî e te mau rave'a aravihi apî
4.1 Te ohipa i roto i te mau fifi rahi: Te mau reva, Nuclear, e te mau faaohiparaa hohonu
E faaroa te puai o te SiC i te mau ravea uira tahito i roto i te mau vahi i reira te mau tao'a paari e ore ai e manuïa.
I roto i te mau faanahoraa manureva e te parururaa, E ohipa maitai te mau rave'a roro uira e te mau rave'a roro uira SiC i roto i te anuvera rahi, Te mau huru hihi teitei i piha'i iho i te mau matini jet, mau pereoo uira, e te mau uiuiraa i te piha.
No to ' na puai o te hihi, e mea maitai a'e no te hi'opoaraa i te mau fare hamaniraa uira atomi e te mau ravea uira satellite, i reira te mau hihi ionizing e nehenehe ai e haafifi i te mau ravea silicon.
I roto i te matete o te hinu e te mǎhu, E faaohipahia te mau rave'a no te ite i te SiC i roto i te mau rave'a iritiraa fenua no te faaoromai i te anuvera e hau atu i te 300 ° C e te mau mea e haaati ra ia tatou, te faati'araa i te hooraa i te mau haamaramaramaraa i te taime mau no te haamaitai i te rave'a no te iritiraa.
E faaohipa teie mau faaohiparaa i te aravihi o te SiC no te paruru i te parau-ti'a o te paturaa fare e te mau rave'a uira i raro a'e i te matini, veavea, e te hepohepo e te ahoaho.
4.2 Te amuiraa i roto i te mau hoho'a e te mau rave'a haaparareraa parau Quantum
Te mau rave'a roro uira tahito, Te riro mai nei te SiC ei faanahoraa turu no te mau ravea aravihi apî no te iteraa i te mau hape o te mau ravea aravihi apî– mai te mau vahi taata ore e te mau vahi taata ore– o te faaite ra i te mau hoho'a tei faatumuhia i ni'a i te spin.
E nehenehe teie mau hape e tauihia i te anuvera o te piha, te ohipa ra mai te mau hu'ahu'a quantum (mau qubits) e aore râ, te mau hoho'a hoê no te taairaa e te ti'araa.
Na roto i te rahi o te bandgap e te iti o te feia horo'a i te taviniraa, e nehenehe e faatupu i te mau taime au noa, Mea faufaa roa no te faaauraa i te mau haamaramaramaraa quantum.
Roa, E tu'ati te SiC i te mau rave'a hamaniraa tauihaa, ma te faati'a i te tu'atiraa i te mau emitters quantum i roto i te mau haaatiraa photonic e te mau resonators.
Te faariro nei teie amuiraa no te mau rave'a quantum e te mau rave'a tapihooraa i te SiC ei tao'a taa ê o te faatumu i ni'a i te vahi i rotopu i te ihi rahi e te mau rave'a hamaniraa tauihaa.
Ei haapotoraa, Te faahoho'a ra te silicon carbide i te hoê tauiraa ti'a i roto i te mau rave'a aravihi apî, ma te faaohipa i te ohipa aravihi i roto i te mana, te faatereraa i te ve'ave'a, e te vai maoro o te mau mea ora.
Mai te faati'araa i te mau faanahoraa ito matie a'e e tae atu i te patururaa i te mau maimiraa i ni'a i te reva e te mau ao quantum, E vai noa te SiC no te faataa i te mau otia o te mau mea e nehenehe roa e ravehia.
Taote
Ua riro te RBOSCHCO ei taata hoo tao'a tahi ti'aturihia na te ao nei & taata hamani tao'a e hau atu i te 12 matahiti ite i roto i te horo'araa i te mau tao'a tahi teitei e te mau Nanomaterials. E hapono te taiete i te mau nunaa e rave rahi, mai te USA, Canada, I Europa, UAE, Afrique Apatoa, Tanzania, Kenya, Aiphiti, Nigeria, Kamerun, Uganda, Pūraho, Mexico, Azerbaija, Belgique, Kupero, Te Repupirita Czech, Brazil, Chili, Raparata, Dubai, Iapona, Korea, Vietnam, Thailande, Malesia, Inidonesia, Auteraria,Alemani, Farani, Italia, Portugal e te tahi atu. Ei taata hamani hoho'a no te faahoturaa i te mau rave'a aravihi apî, Te faatere nei te RBOSCHCO i te matete. Te horoa nei ta tatou pǔpǔ ohipa toroa i te mau ravea maitai roa ' ' e no te tauturu i te haamaitai i te aravihi o te mau ohipa tapihooraa e rave rahi, A hamani i te faufaa, e te faaruru ohie i te mau fifi e rave rahi. Mai te mea e, te imi ra outou sic, A tono mai i te hoê rata uira: @rboschco.com
Tags: te hu'ahu'a,mosfet carbide,mosfet sic
No ǒ mai te mau tumu parau e te mau hoho'a atoa i te Internet. Mai te mea e, te vai ra te tahi mau fifi, A faaite mai ia matou i te taime no te tumâ.
A ui ia matou