Ṣíṣí àwọn ẹ̀rọ ìṣẹ̀dá àti ṣíṣe àwọn ẹ̀rọ ìṣẹ̀dá Silicon Carbide (SiC): Láti ìpìlẹ̀ títí dé ìlò

Àwọn ohun èlò SILIKONKORIBED (SiC) MOSFET jẹ́ àwọn ẹ̀rọ semikondokito agbara tó ní agbára gíga tó ti di pàtàkì ní àwọn ilé iṣẹ́ láti ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ iná mànàmáná àti agbára tó ń yípadà sí adaṣiṣẹ ilé iṣẹ́. Ní ìfiwéra pẹ̀lú SILIKONKORIBED (Si) MOSFET ìbílẹ̀, SiC MOSFETs ń ṣe iṣẹ́ tó ga jùlọ lábẹ́ àwọn ipò tó le koko, títí kan àwọn iwọ̀n otútù gíga, fólítì, àti àwọn ìgbàkúgbà. Síbẹ̀síbẹ̀, ṣíṣe iṣẹ́ tó dára jùlọ nínú àwọn ẹ̀rọ SiC kọjá ríra àwọn ohun èlò tó ga àti àwọn ìpele epitaxial—ó nílò àwòrán tó péye àti àwọn ìlànà ìṣelọ́pọ́ tó ti ní ìlọsíwájú. Àpilẹ̀kọ yìí pèsè ìwádìí tó jinlẹ̀ nípa ètò ìṣelọ́pọ́ àti àwọn ìlànà ìṣelọ́pọ́ tó ń jẹ́ kí SiC MOSFETs tó ga ṣiṣẹ́ dáadáa ṣeé ṣe.

1. Apẹrẹ Iṣeto Chip: Eto Pẹpẹ fun Ṣiṣe Giga

Apẹrẹ ti SiC MOSFETs bẹrẹ pẹlu iṣeto tiWafer SiC, èyí tí ó jẹ́ ìpìlẹ̀ fún gbogbo àwọn ànímọ́ ẹ̀rọ náà. Ẹ̀rọ SiC MOSFET tí a sábà máa ń lò ní ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn èròjà pàtàkì lórí ojú rẹ̀, títí bí:

• Orísun Páàdì

• Paadi Ẹnubodè

• Paadi Orisun Kelvin

ÀwọnOruka Ipari Eti(tàbíÒrùka Ìfúnpá) jẹ́ ohun pàtàkì mìíràn tó wà ní àyíká ẹ̀gbẹ́ ërún náà. Òrùka yìí ń ran lọ́wọ́ láti mú kí fóltéèjì ìfọ́ ẹ̀rọ náà sunwọ̀n síi nípa dídín ìṣọ̀kan pápá iná mànàmáná ní etí ẹ̀rún náà kù, nípa bẹ́ẹ̀ ó ń dènà ìṣàn omi jíjìn àti láti mú kí ìgbẹ́kẹ̀lé ẹ̀rọ náà pọ̀ sí i. Lọ́pọ̀ ìgbà, ẹ̀rún Edge Termination Ring dá lóríÌfàsẹ́yìn Ìparí Ìsọ̀rí (JTE)ìṣètò, èyí tí ó ń lo doping jíjìn láti mú kí ìpínkiri pápá iná mànàmáná dára síi àti láti mú kí foliteji ìfọ́ ti MOSFET sunwọ̀n síi.

2. Àwọn Sẹ́ẹ̀lì Tó Ń Ṣiṣẹ́: Kókó Iṣẹ́ Yíyípadà

ÀwọnÀwọn Sẹ́ẹ̀lì Tó Ń Ṣiṣẹ́Nínú SiC MOSFET ni ó ń ṣe iṣẹ́ ìdarí àti ìyípadà lọ́wọ́lọ́wọ́. Àwọn sẹ́ẹ̀lì wọ̀nyí ni a ṣètò ní ìtẹ̀léra, pẹ̀lú iye àwọn sẹ́ẹ̀lì tí ó ní ipa taara lórí gbogbo agbára ìdènà lórí-ìdènà (Rds(on)) àti agbára ìṣàn-kúrú ti ẹ̀rọ náà. Láti mú iṣẹ́ sunwọ̀n síi, a dín ìjìnnà láàrín àwọn sẹ́ẹ̀lì (tí a mọ̀ sí “ìpele sẹ́ẹ̀lì”) kù, èyí tí ó ń mú kí iṣẹ́ ìdarí gbogbogbòò sunwọ̀n síi.

A le ṣe apẹrẹ awọn sẹẹli ti nṣiṣe lọwọ ni awọn fọọmu eto akọkọ meji:ètòàtikòtòÀwọn ètò ìṣètò. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé ètò ìṣètò ...

3. Ìṣètò JTE: Ṣíṣe àtúnṣe sí ìdènà Fọ́tẹ́ẹ̀lì

ÀwọnÌfàsẹ́yìn Ìparí Ìsọ̀rí (JTE)ìṣètò jẹ́ ohun pàtàkì nínú SiC MOSFETs. JTE mú kí agbára ìdènà fóltéèjì ẹ̀rọ náà sunwọ̀n síi nípa ṣíṣàkóso ìpínkiri pápá iná mànàmáná ní etí ègé ërún náà. Èyí ṣe pàtàkì fún dídènà ìbàjẹ́ ní etí, níbi tí àwọn pápá iná mànàmáná gíga sábà máa ń wà.

Lilo JTE da lori ọpọlọpọ awọn okunfa:

• Fífẹ̀ agbègbè JTE àti Ìpele Doping: Fífẹ̀ agbègbè JTE àti ìṣọ̀kan àwọn ohun èlò ìtọ́jú iná mànàmáná ló ń pinnu ìpínkiri pápá iná mànàmáná ní etí ẹ̀rọ náà. Agbègbè JTE tó gbòòrò sí i tó sì ní ìwọ̀n púpọ̀ lè dín pápá iná mànàmáná náà kù kí ó sì mú kí fóltéèjì ìfọ́ náà pọ̀ sí i.

• JTE Konu Igun ati Ijinle: Igun ati ijinle konu JTE ni ipa lori pinpin aaye ina ati nikẹhin ni ipa lori foliteji fifọ. Igun konu kekere ati agbegbe JTE ti o jinle ṣe iranlọwọ lati dinku agbara aaye ina, nitorinaa mu agbara ẹrọ naa lati koju awọn foliteji giga dara si.

• Ìfarahàn ojú ilẹ̀: Ipele passivation oju ilẹ ṣe ipa pataki ninu idinku awọn iṣan omi oju ilẹ ati mu folti fifọ pọ si. Ipele passivation ti a ṣe daradara ṣe idaniloju pe ẹrọ naa ṣiṣẹ ni igbẹkẹle paapaa ni awọn folti giga.

Ìṣàkóso ooru jẹ́ ohun pàtàkì mìíràn nínú ìṣètò JTE. Àwọn SiC MOSFETs lè ṣiṣẹ́ ní ìwọ̀n otútù tó ga ju àwọn ẹlẹgbẹ́ wọn lọ ní silicon, ṣùgbọ́n ooru tó pọ̀jù lè ba iṣẹ́ àti ìgbẹ́kẹ̀lé ẹ̀rọ jẹ́. Nítorí náà, ìṣètò ooru, títí kan ìtújáde ooru àti dín wahala ooru kù, ṣe pàtàkì láti rí i dájú pé ẹ̀rọ náà dúró ṣinṣin fún ìgbà pípẹ́.

4. Àdánù Ìyípadà àti Ìdènà Ìdarí: Ìṣàtúnṣe Iṣẹ́

Nínú àwọn SiC MOSFET,resistance itọsọna(Awọn Rds(lori)) atiawọn adanu iyipadaÀwọn kókó pàtàkì méjì ló ń pinnu bí a ṣe ń lo agbára gbogbogbòò. Bó tilẹ̀ jẹ́ pé Rds(on) ló ń ṣàkóso bí a ṣe ń lo agbára ìdarí lọ́wọ́lọ́wọ́, àwọn ìpàdánù ìyípadà máa ń wáyé nígbà tí a bá ń yí padà láàárín àwọn ipò tí a ń lò àti èyí tí a ń lò, èyí sì máa ń fa ìṣẹ̀dá ooru àti pípadánù agbára.

Láti mú àwọn ìlànà wọ̀nyí dára síi, ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn ohun èlò ìṣètò ni a gbọ́dọ̀ gbé yẹ̀wò:

• Pípé Sẹ́ẹ̀lì: Pípé, tàbí àlàfo láàrín àwọn sẹ́ẹ̀lì tó ń ṣiṣẹ́, kó ipa pàtàkì nínú pípinnu Rds(on) àti iyára yíyípadà. Dídín pípé náà kù gba ààyè fún ìwọ̀n sẹ́ẹ̀lì tó ga àti ìdènà ìfàsẹ́yìn tó dínkù, ṣùgbọ́n ìbáṣepọ̀ láàrín ìwọ̀n pípé àti ìgbẹ́kẹ̀lé ẹnu ọ̀nà gbọ́dọ̀ wà ní ìwọ̀ntúnwọ̀nsì láti yẹra fún ìṣàn omi tó pọ̀ jù.

• Sisanra Ẹnubodè Oxide: Sisanra ti ipele oxide gateway naa ni ipa lori capacitance gateway, eyi ti o ni ipa lori iyara iyipada ati Rds(on). Oxide gateway tinrin mu iyara iyipada pọ si ṣugbọn o tun mu eewu jijo gateway pọ si. Nitorinaa, wiwa sisanra oxide gateway ti o dara julọ ṣe pataki fun iwọntunwọnsi iyara ati igbẹkẹle.

• Àtakò Ẹnubodè: Agbára ìdènà ohun èlò ẹnu ọ̀nà ní ipa lórí iyàrá ìyípadà àti gbogbo agbára ìdènà. Nípa sísopọ̀ mọ́raresistance ẹnu-ọnataara sinu eerun naa, apẹrẹ modulu di diẹ sii ni irọrun, dinku idiju ati awọn aaye ikuna ti o ṣeeṣe ninu ilana apoti.

5. Agbára Ẹnubodè Tí A Ṣẹ̀dá: Apẹrẹ Modulu Tí Ó Rọrùn

Nínú àwọn àwòṣe SiC MOSFET kan,resistance ẹnu-ọna ti a ṣepọni a lo, eyi ti o mu ki ilana apẹrẹ ati iṣelọpọ modulu rọrun. Nipa imukuro iwulo fun awọn alatako ẹnu-ọna ita, ọna yii dinku nọmba awọn paati ti a nilo, dinku awọn idiyele iṣelọpọ, ati mu igbẹkẹle modulu naa dara si.

Ifisi resistance ẹnu-ọna taara lori ërún naa pese awọn anfani pupọ:

• Àkójọpọ̀ Modulu Rọrùn: Agbára ìdènà ẹnu ọ̀nà tí a ṣepọ mú kí iṣẹ́ okùn rọrùn, ó sì dín ewu ìkùnà kù.

• Idinku Iye Owo: Yíyọ àwọn èròjà ìta kúrò yóò dín owó àwọn ohun èlò (BOM) àti iye owó gbogbogbòò tí a fi ń ṣe é kù.

• Irọrun Apoti Ti o dara si: Ìṣọ̀kan resistance ẹnu-ọ̀nà gba àwọn apẹẹrẹ modulu tí ó wúlò àti tí ó túbọ̀ rọrùn, èyí tí ó ń yọrí sí lílo ààyè tí ó dára síi nínú àpò ìkẹ́yìn.

6. Ìparí: Ìlànà Apẹrẹ Dídídí fún Àwọn Ẹ̀rọ Tó Ti Gbéṣẹ́ Jùlọ

Ṣíṣe àgbékalẹ̀ àti ṣíṣe SiC MOSFETs ní ìbáṣepọ̀ tó díjú ti ọ̀pọ̀lọpọ̀ àwọn pàrámítà àpẹẹrẹ àti àwọn ìlànà ìṣelọ́pọ́. Láti ṣíṣe àtúnṣe ìṣètò ërún, àpẹẹrẹ sẹ́ẹ̀lì tó ń ṣiṣẹ́, àti àwọn ètò JTE, sí dín ìdènà ìdarí àti àdánù ìyípadà kù, gbogbo ẹ̀yà ara ẹ̀rọ náà gbọ́dọ̀ wà ní ìbámu dáadáa láti ṣe àṣeyọrí iṣẹ́ tó dára jùlọ.

Pẹ̀lú ìlọsíwájú tó ń lọ lọ́wọ́ nínú iṣẹ́ ọnà àti ìmọ̀ ẹ̀rọ ìṣelọ́pọ́, SiC MOSFETs ń di èyí tó ń ṣiṣẹ́ dáadáa, tó ṣeé gbẹ́kẹ̀lé, tó sì ń ná owó púpọ̀ sí i. Bí ìbéèrè fún àwọn ẹ̀rọ tó ń ṣiṣẹ́ dáadáa, tó sì ń lo agbára ṣe ń pọ̀ sí i, SiC MOSFETs ti múra tán láti kó ipa pàtàkì nínú agbára ìran tó ń bọ̀ ti àwọn ẹ̀rọ iná mànàmáná, láti àwọn ọkọ̀ ayọ́kẹ́lẹ́ sí àwọn ẹ̀rọ agbára tó ń sọdá àti àwọn mìíràn.