碳化硅 (碳化硅) 已成为未来电力电子最关键的半导体材料之一, 射频/微波设备, 和宽带隙技术. 不同类型的 SiC 衬底中, N 型 SiC 和半绝缘 (和) SiC是应用最广泛的两种. 它们具有相同的晶体结构, 但它们的电气特性, 掺杂剂, 和最终用途应用根本不同.

什么是N型碳化硅 (N型碳化硅)?

N型SiC是通过在晶体中掺杂氮而形成的导电碳化硅衬底 (否) 或磷 (P). 这些掺杂剂引入自由电子, 将SiC转变为具有优异导电性的n型半导体.

N 型 SiC 的主要特性

• 低电阻率: 0.02–20Ω·cm
• 掺杂剂: 氮 (最常见的是 4H-SiC)
• 高电子迁移率和载流子浓度
• 高功率的理想选择, 高压开关装置

N型SiC的应用场合

N型 4碳化硅 is the foundation for nearly all SiC power devices, 包括:

• 碳化硅MOSFET
• SiC 肖特基势垒二极管 (SBD)
• 碳化硅结型场效应晶体管 & IGBT
• 用于电动汽车和储能的电源模块
• 高压整流器和转换器

由于其导电性质, N型SiC专为电力电子而设计, 需要精确控制电流传导的场合.

什么是半绝缘碳化硅 (和碳化硅)?

半绝缘碳化硅经过精心设计，具有极高的电阻率, 通常在 10⁶–10⁹ Ω·cm 范围内. 这是通过钒实现的 (V) 掺杂或通过生长超高纯本征 SiC.

钒捕获自由载流子, 防止导电，同时保留 SiC 优异的热性能和机械性能.

半绝缘 SiC 的主要特性

• 电阻率非常高: 1–10⁹Ω·cm
• 掺杂剂: 钒 (V)
• 没有自由载流子→表现得像绝缘体
• 出色的射频性能，具有低泄漏和低寄生电容

SI SiC 的用途

半绝缘碳化硅对于射频和微波设备至关重要, 例如:

• 碳化硅基氮化镓 HEMT (5G基站)
• 雷达和卫星通信系统
• 低噪声放大器 (低噪声放大器)
• 高频功率放大器
• 射频前端模块

SI-SiC 是 GaN 外延的理想衬底，因为它提供电隔离, 低介电损耗, 和出色的导热性.

N 型与. 半绝缘碳化硅: 真正的区别是什么?

下面是两种材料类型的详细比较.

1. 电阻率

• N型: 低电阻率 (导电的)
• 和碳化硅: 超高电阻率 (绝缘的)

2. 设备中的功能

• N型: 功率器件中的电流传导
• 和碳化硅: RF 和 GaN 设备的电气隔离

3. 兴奋剂差异

• N型: 氮或磷
• 和碳化硅: 钒 (运营商补偿)

4. 热性能

两者都保持了 SiC 固有的高导热性, 但SI SiC是极高频下射频散热的首选.

5. 成本

• N型: 成本更低; 广泛生产
• 和碳化硅: 成本较高; 需要高纯度生长和钒补偿

6. 最佳应用

为什么选择正确的 SiC 衬底很重要

基材决定:

• 设备性能
• 漏电流
• 开关速度
• 热稳定性
• 射频噪声和信号纯度
• 整体效率

电力电子需要导电基板 (N型), 而射频和微波技术需要绝缘基板 (和碳化硅).

选择正确的 SiC 类型可确保更好的性能, 更长的设备使用寿命, 和更低的能量损失.

结论

N 型 SiC 和半绝缘 SiC 都是驱动现代电子产品的重要材料.

• 如果您的应用涉及功率转换, 储能, 电动汽车, 或工业驱动器, 选择N型SiC.
• 如果您使用 5G RF, 微波, 雷达, 或基于 GaN 的系统, SI SiC是正确的选择.

了解这些差异有助于工程师和买家选择合适的基材以获得最佳性能.