နောက်မျိုးဆက် ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများအတွက် မြင့်မားသောသန့်စင်မှု SiC ဝေဖာများသည် အဘယ်ကြောင့် အရေးပါသနည်း။

၁။ ဆီလီကွန်မှ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သို့- ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် ပုံစံပြောင်းလဲမှုတစ်ခု

ဆီလီကွန်သည် ရာစုနှစ်ဝက်ကျော်ကြာ ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ၏ ကျောရိုးဖြစ်ခဲ့သည်။ သို့သော် လျှပ်စစ်ယာဉ်များ၊ ပြန်လည်ပြည့်ဖြိုးမြဲစွမ်းအင်စနစ်များ၊ AI ဒေတာစင်တာများနှင့် အာကာသယာဉ်ပျံပလက်ဖောင်းများသည် ဗို့အားမြင့်မားခြင်း၊ အပူချိန်မြင့်မားခြင်းနှင့် ပါဝါသိပ်သည်းဆမြင့်မားခြင်းဆီသို့ တွန်းပို့လာသည်နှင့်အမျှ ဆီလီကွန်သည် ၎င်း၏ အခြေခံရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်များနှင့် နီးကပ်လာပါသည်။

~3.26 eV (4H-SiC) bandgap ရှိသော wide-bandgap semiconductor တစ်ခုဖြစ်သည့် Silicon carbide (SiC) သည် circuit-level workaround ထက် materials-level solution အဖြစ် ပေါ်ထွက်လာခဲ့သည်။ သို့တိုင် SiC စက်ပစ္စည်းများ၏ စစ်မှန်သော စွမ်းဆောင်ရည် အားသာချက်ကို ပစ္စည်းတစ်ခုတည်းဖြင့်သာ ဆုံးဖြတ်ခြင်းမဟုတ်ဘဲ သန့်စင်မှုဖြင့် ဆုံးဖြတ်သည်။SiC ဝေဖာဘယ် device တွေပေါ်မှာ တည်ဆောက်ထားလဲ။

နောက်မျိုးဆက် ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင်၊ မြင့်မားသောသန့်စင်မှု SiC ဝေဖာများသည် ဇိမ်ခံပစ္စည်းတစ်ခု မဟုတ်ဘဲ မရှိမဖြစ်လိုအပ်သော အရာတစ်ခုဖြစ်သည်။

၂။ SiC ဝေဖာများတွင် “မြင့်မားသောသန့်စင်မှု” ဆိုသည်မှာ အမှန်တကယ်ဘာကိုဆိုလိုသနည်း။

SiC ဝေဖာများ၏ အခြေအနေတွင်၊ သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှုသည် ဓာတုဖွဲ့စည်းမှုထက် များစွာကျော်လွန်ပါသည်။ ၎င်းသည် အောက်ပါတို့အပါအဝင် ဘက်ပေါင်းစုံ ပစ္စည်းဆိုင်ရာ ကန့်သတ်ချက်တစ်ခုဖြစ်သည်-

• မရည်ရွယ်ဘဲ ဆိုးဆေးပါဝင်မှု အလွန်နည်းပါးခြင်း

• သတ္တုမသန့်စင်မှုများ (Fe, Ni, V, Ti) ကို နှိမ်နင်းခြင်း

• အတွင်းပိုင်းချို့ယွင်းချက်များ (လစ်လပ်နေရာများ၊ အစားထိုးနေရာများ) ကို ထိန်းချုပ်ခြင်း

• ကျယ်ပြန့်သော ပုံဆောင်ခဲများ ချို့ယွင်းချက်များကို လျှော့ချပေးခြင်း

တစ်ဘီလီယံလျှင် အပိုင်း (ppb) အဆင့်ရှိ မသန့်စင်မှုများပင် bandgap တွင် နက်ရှိုင်းသော စွမ်းအင်အဆင့်များကို ဖြစ်ပေါ်စေနိုင်ပြီး သယ်ဆောင်သူထောင်ချောက်များ သို့မဟုတ် ယိုစိမ့်မှုလမ်းကြောင်းများအဖြစ် လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ မသန့်စင်မှုများကို ခံနိုင်ရည်ရှိခြင်းသည် နှိုင်းယှဉ်လျှင် ခွင့်လွှတ်နိုင်သော ဆီလီကွန်နှင့်မတူဘဲ၊ SiC ၏ ကျယ်ပြန့်သော bandgap သည် ချို့ယွင်းချက်တိုင်း၏ လျှပ်စစ်သက်ရောက်မှုကို ပိုမိုများပြားစေသည်။

၃။ မြင့်မားသောသန့်စင်မှုနှင့် မြင့်မားသောဗို့အားလည်ပတ်မှု၏ ရူပဗေဒ

SiC ပါဝါစက်ပစ္စည်းများ၏ အဓိကအားသာချက်မှာ ဆီလီကွန်ထက် ဆယ်ဆအထိ မြင့်မားသော အလွန်အမင်းလျှပ်စစ်စက်ကွင်းများကို ထိန်းသိမ်းနိုင်စွမ်းရှိခြင်းပင်ဖြစ်သည်။ ဤစွမ်းရည်သည် တစ်ပြေးညီလျှပ်စစ်စက်ကွင်းဖြန့်ဖြူးမှုပေါ်တွင် များစွာမူတည်ပြီး ၎င်းအတွက် လိုအပ်သည်မှာ-

• မြင့်မားသော တစ်သားတည်း ခုခံမှု

• တည်ငြိမ်ပြီး ခန့်မှန်းနိုင်သော သယ်ယူပို့ဆောင်ရေးဝန်ဆောင်မှု သက်တမ်း

• အနည်းဆုံး နက်ရှိုင်းသော ထောင်ချောက်သိပ်သည်းဆ

မသန့်စင်မှုများသည် ဤဟန်ချက်ညီမှုကို အနှောင့်အယှက်ဖြစ်စေသည်။ ၎င်းတို့သည် လျှပ်စစ်စက်ကွင်းကို ဒေသတွင်းတွင် ပုံပျက်စေပြီး-

• အချိန်မတန်မီ ပြိုကွဲခြင်း

• ယိုစိမ့်မှု မြင့်တက်လာခြင်း

• ပိတ်ဆို့ခြင်းဗို့အား ယုံကြည်စိတ်ချရမှု လျော့နည်းသွားခြင်း

အလွန်မြင့်မားသောဗို့အားရှိသော ကိရိယာများ (≥1200 V၊ ≥1700 V) တွင်၊ ကိရိယာချို့ယွင်းမှုသည် ပျမ်းမျှပစ္စည်းအရည်အသွေးမှ မဟုတ်ဘဲ မသန့်စင်မှုကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ချို့ယွင်းချက်တစ်ခုတည်းမှ မကြာခဏ စတင်လေ့ရှိသည်။

၄။ အပူတည်ငြိမ်မှု- မမြင်ရသော အပူစုပ်စက်တစ်ခုအနေဖြင့် သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှု

SiC သည် ၎င်း၏ အပူစီးကူးနိုင်စွမ်း မြင့်မားခြင်းနှင့် ၂၀၀ ဒီဂရီစင်တီဂရိတ်အထက်တွင် လည်ပတ်နိုင်စွမ်းတို့အတွက် ကျော်ကြားသည်။ သို့သော်၊ မသန့်စင်မှုများသည် ဖိုနွန် ပြန့်ကျဲမှုဗဟိုများအဖြစ် လုပ်ဆောင်ပြီး အဏုကြည့်မှန်ပြောင်းအဆင့်တွင် အပူသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးကို ယိုယွင်းစေသည်။

သန့်စင်မှုမြင့်မားသော SiC ဝေဖာများသည် အောက်ပါတို့ကို လုပ်ဆောင်နိုင်သည်-

• ပါဝါသိပ်သည်းဆတူညီသောနေရာတွင် နိမ့်သော junction အပူချိန်များ

• အပူလွန်ကဲမှုအန္တရာယ် လျော့နည်းစေခြင်း

• စက်ဝန်းအပူဖိအားအောက်တွင် စက်ပစ္စည်းသက်တမ်း ပိုရှည်ခြင်း

လက်တွေ့အားဖြင့်ဆိုရသော် ၎င်းသည် EV များနှင့် အာကာသယာဉ်အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် အဓိကစံနှုန်းများဖြစ်သည့် အအေးပေးစနစ်ငယ်များ၊ ပေါ့ပါးသော ပါဝါမော်ဂျူးများနှင့် စနစ်အဆင့် စွမ်းဆောင်ရည်မြင့်မားခြင်းတို့ကို ဆိုလိုသည်။

၅။ မြင့်မားသောသန့်စင်မှုနှင့် စက်ပစ္စည်းအထွက်နှုန်း- ချို့ယွင်းချက်များ၏ စီးပွားရေး

SiC ထုတ်လုပ်မှုသည် ၈ လက်မနှင့် နောက်ဆုံးတွင် ၁၂ လက်မ ဝေဖာများဆီသို့ ရွေ့လျားလာသည်နှင့်အမျှ၊ ချို့ယွင်းချက်သိပ်သည်းဆသည် ဝေဖာဧရိယာနှင့်အတူ မျဉ်းဖြောင့်မဟုတ်သော အတိုင်းအတာရှိသည်။ ဤစနစ်တွင်၊ သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှုသည် နည်းပညာဆိုင်ရာ ကိန်းရှင်တစ်ခုသာမက စီးပွားရေးဆိုင်ရာ ကိန်းရှင်တစ်ခု ဖြစ်လာသည်။

သန့်စင်မှုမြင့်မားသော ဝေဖာများသည် ပေးပို့သည်-

• epitaxial အလွှာ တစ်ပြေးညီဖြစ်မှု ပိုမိုမြင့်မားခြင်း

• MOS interface အရည်အသွေး ပိုမိုကောင်းမွန်လာခြင်း

• wafer တစ်ခုလျှင် စက်ပစ္စည်းအထွက်နှုန်း သိသိသာသာ မြင့်မားခြင်း

ထုတ်လုပ်သူများအတွက်၊ ၎င်းသည် ampere တစ်ခုလျှင် ကုန်ကျစရိတ် နည်းပါးခြင်းသို့ တိုက်ရိုက်ဘာသာပြန်ဆိုပေးပြီး၊ onboard chargers များနှင့် industrial inverters များကဲ့သို့သော ကုန်ကျစရိတ်ထိခိုက်လွယ်သော application များတွင် SiC ကို လက်ခံအသုံးပြုမှုကို အရှိန်မြှင့်တင်ပေးပါသည်။

၆။ နောက်လှိုင်းကို ဖွင့်လှစ်ခြင်း- သမားရိုးကျ ပါဝါကိရိယာများထက် ကျော်လွန်၍

သန့်စင်မှုမြင့်မားသော SiC ဝေဖာများသည် ယနေ့ခေတ် MOSFETs နှင့် Schottky diode များအတွက်သာမကဘဲ၊ ၎င်းတို့သည် အနာဂတ်ဗိသုကာပုံစံများအတွက် အထောက်အကူပြုသည့် အခြေခံအုတ်မြစ်များဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းတို့တွင် အောက်ပါတို့ပါဝင်သည်-

• အလွန်မြန်သော solid-state circuit breakers များ

• AI ဒေတာစင်တာများအတွက် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းပါဝါ IC များ

• အာကာသမစ်ရှင်များအတွက် ရောင်ခြည်-အမာခံပါဝါကိရိယာများ

• ပါဝါနှင့် အာရုံခံလုပ်ဆောင်ချက်များ၏ တစ်သားတည်းပေါင်းစပ်မှု

ဤအပလီကေးရှင်းများသည် အလွန်အမင်း ပစ္စည်းခန့်မှန်းနိုင်စွမ်းကို တောင်းဆိုပြီး၊ အဆင့်မြင့် စက်ပစ္စည်း ရူပဗေဒကို ယုံကြည်စိတ်ချစွာ အင်ဂျင်နီယာလုပ်နိုင်သည့် အခြေခံမှာ သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှုဖြစ်သည်။

၇။ နိဂုံးချုပ်- သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှုသည် မဟာဗျူဟာမြောက်နည်းပညာ၏ တွန်းအားတစ်ခုအနေဖြင့်

နောက်မျိုးဆက် ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် စွမ်းဆောင်ရည်တိုးတက်မှုများသည် လိမ္မာပါးနပ်သော ဆားကစ်ဒီဇိုင်းမှ အဓိကမဟုတ်တော့ပါ။ ၎င်းတို့သည် တစ်ဆင့်ပိုနက်ရှိုင်းသော—wafer ၏ အက်တမ်ဖွဲ့စည်းပုံတွင် စတင်သည်။

သန့်စင်မှုမြင့်မားသော SiC ဝေဖာများသည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကို အလားအလာကောင်းသောပစ္စည်းမှ လျှပ်စစ်ကမ္ဘာအတွက် တိုးချဲ့နိုင်သော၊ ယုံကြည်စိတ်ချရသော နှင့် စီးပွားရေးအရ အသုံးဝင်သော ပလက်ဖောင်းတစ်ခုအဖြစ်သို့ ပြောင်းလဲပေးသည်။ ဗို့အားအဆင့်များ မြင့်တက်လာသည်နှင့်အမျှ စနစ်အရွယ်အစားများ ကျုံ့သွားပြီး ထိရောက်မှုပစ်မှတ်များ တင်းကျပ်လာသည်နှင့်အမျှ သန့်ရှင်းစင်ကြယ်မှုသည် အောင်မြင်မှု၏ တိတ်ဆိတ်သောအဆုံးအဖြတ်ပေးသည့်အရာ ဖြစ်လာသည်။

ဤသဘောအရ၊ သန့်စင်မှုမြင့်မားသော SiC ဝေဖာများသည် အစိတ်အပိုင်းများသာမကဘဲ ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ၏ အနာဂတ်အတွက် မဟာဗျူဟာမြောက် အခြေခံအဆောက်အအုံများဖြစ်သည်။