Новый способ выращивания кристаллов, подложек, гетероcтруктур, на основе карбида кремния методом индукционного нагрева

Номер документа 2620150022

РУБРИКА:
18. Технологии

РУБРИКА ГРНТИ:
47.09.29. Полупроводниковые материалы

АТРИБУТЫ:
Отрасли: Электроэнергетика; приборостроение
Тепловая энергия:
Электрическая энергия: Элетропередача
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Описание
Номер: Номер отсутствует
Автор (принявший орган): Институт сервиса, туризма и дизайна (филиал) СКФУ, 357500 г. Пятигорск, пр. 40 лет Октября, 56, тел.(8973)33-77-69, glavbuh@pfncfu.ru
Дата: 09.11.2015
Регион: Ставропольский край
Источник информации: www.pfncfu.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

Новый способ выращивания кристаллов, подложек, гетероструктур, на основе карбида кремния методом индукционного нагрева
В силовой электронике решаются задачи преобразования электрической энергии: выпрямления, инвертирования, преобразования частоты и др. Разрабатывается схемы преобразовательных устройств, способы управления ими для регулирования основных параметров.
К важнейшей проблеме при получении полупроводников можно отнести разработку технологии выращивания подложек, гетероструктур, кристаллов карбида кремния и твердых растворов на его основе с использованием индукционного нагрева.
Предлагается новый индукционный метод выращивания гетероструктур, кристаллов и твердых растворов карбида кремния – широкозонного полупроводника с уникальными характеристиками (быстродействие, предельные токи и напряжения, частоты и температуры эксплуатации) для силовой электроники.
Карбид кремния характеризуют следующие свойства:
1.      Широкая запрещенная зона и высокие подвижности носителей тока.
2.      Химическая устойчивость и высокая теплопроводность.
Указанные свойства обеспечивают возможность большого увеличения температуры p-n-перехода без ухудшения характеристик.
Карбид кремния может применяться:
·         в условиях высоких температур;
·         при обычных температурах в приборах, отдающих большую мощность;
·         в приборах с большой плотностью тока.
Карбид кремния может использоваться в следующих приборах:
1.      в люминесцентных диодах – в красной, зеленой и голубой областях спектра
2.      в высокотемпературных диодах;
3.      в приборах, в которых используются основные носители тока;
4.      в туннельных диодах;
5.      в приборах с холодными катодами;
6.      в приборах, используемых в особых (жестких) условиях работы;
Ожидаемый результат:
·         работа полупроводниковых приборов при высоких (до 600_700°С) температурах (ширина запрещённой зоны для SiC составляет 2,4_3,3 эВ, для Si — 2,4 эВ;
·         высокая теплопроводность: 3_5 Вт/ (см град) для SiC по сравнению с1,5 Вт/(см град) для Si;
·         большие плотности рабочих токов (1000 А/см2). Высокая подвижность электронов (1000 см2/Vs для SiC по сравнению с 1400 см2/Vs для Si, где Vs — величина поверхностного потенциала) в сочетании с большими концентрациями носителей (на два порядка по сравнению с кремнием: 1,56·1016 по сравнению с 1,57·1014 см–3), а следовательно, и большая (на порядок) критическая напряжённость электрического поля (35·106 В/см для SiC по сравнению с 25·105 В/см) позволяют, в принципе, улучшить все характеристики приборов силовой электроники: быстродействие, предельные коммутируемые токи и напряжения, статические и динамические потери. Применение приборов силовой электроники на основе SiC и его твердых растворов позволит радикально уменьшить габариты и массу преобразовательного оборудования, увеличить надёжность работы за счет возможности работы на более высоких частотах преобразования, с более высокой температурой перехода и упрощённой системой охлаждения.