A’ Tuigsinn Uibheagan SiC Leth-inslitheach an aghaidh Uibheagan SiC Seòrsa-N airson Tagraidhean RF

Tha silicon carbide (SiC) air nochdadh mar stuth deatamach ann an electronics an latha an-diugh, gu sònraichte airson tagraidhean anns a bheil àrainneachdan àrd-chumhachd, àrd-tricead agus àrd-theodhachd. Tha na feartan sàr-mhath aige - leithid beàrn-chòmhlain farsaing, seoltachd teirmeach àrd agus bholtaids briseadh-sìos àrd - a’ dèanamh SiC na roghainn air leth freagarrach airson innealan adhartach ann an electronics cumhachd, optoelectronics agus tagraidhean tricead rèidio (RF). Am measg nan diofar sheòrsaichean de wafers SiC,leth-inslitheachagusseòrsa-nBithear a’ cleachdadh wafers gu cumanta ann an siostaman RF. Tha tuigse air na h-eadar-dhealachaidhean eadar na stuthan seo deatamach airson coileanadh innealan stèidhichte air SiC a bharrachadh.

1. Dè a th’ ann an uifearan SiC leth-inslithe agus seòrsa-N?

Wafers SiC leth-inslitheach
’S e seòrsa sònraichte de SiC a th’ ann an uaifearan SiC leth-inslithe a chaidh a dh’aona ghnothach a dhòrtadh le neo-chunbhalachdan sònraichte gus casg a chuir air giùlan saor bho bhith a’ sruthadh tron ​​stuth. Tha seo a’ leantainn gu strì an aghaidh glè àrd, a’ ciallachadh nach bi an uaifear a’ giùlan dealan gu furasta. Tha uaifearan SiC leth-inslithe gu sònraichte cudromach ann an tagraidhean RF oir tha iad a’ tabhann dealachadh sàr-mhath eadar roinnean gnìomhach an inneil agus a’ chòrr den t-siostam. Tha an togalach seo a’ lughdachadh cunnart sruthan dìosganach, agus mar sin a’ leasachadh seasmhachd agus coileanadh an inneil.

Wafers SiC Seòrsa-N
An coimeas ri sin, tha uaifearan SiC seòrsa-n air an dopadh le eileamaidean (mar as trice naitridean no fosfar) a bheir dealanan saora don stuth, a’ leigeil leis dealan a ghiùlan. Tha na h-uaifearan sin a’ nochdadh strì an aghaidh nas ìsle an taca ri uaifearan SiC leth-inslithe. Bithear a’ cleachdadh SiC seòrsa-n gu cumanta ann an saothrachadh innealan gnìomhach leithid transistors buaidh-achaidh (FETn) leis gu bheil e a’ toirt taic do chruthachadh seanail giùlain a tha riatanach airson sruthadh sruth. Bidh uaifearan seòrsa-n a’ toirt seachad ìre fo smachd de ghiùlan, gan dèanamh freagarrach airson tagraidhean cumhachd is suidsidh ann an cuairtean RF.

2. Feartan Wafers SiC airson Tagraidhean RF

2.1. Feartan Stuthan

• Beàrn-bann farsaingTha beàrn-chòmhlain farsaing aig wafers SiC leth-inslitheach agus seòrsa-n (timcheall air 3.26 eV airson SiC), a leigeas leotha obrachadh aig triceadan nas àirde, bholtaids nas àirde, agus teòthachdan an taca ri innealan stèidhichte air silicon. Tha an togalach seo gu sònraichte buannachdail airson tagraidhean RF a dh’ fheumas làimhseachadh cumhachd àrd agus seasmhachd teirmeach.

• Seoltachd TeirmeachTha seoltachd teirmeach àrd SiC (~3.7 W/cm·K) na phrìomh bhuannachd eile ann an tagraidhean RF. Leigidh e le sgaoileadh teas èifeachdach, a’ lughdachadh cuideam teirmeach air co-phàirtean agus a’ leasachadh earbsachd agus coileanadh iomlan ann an àrainneachdan RF àrd-chumhachd.

2.2. Frith-sheasmhachd agus Seoltachd

• Wafers leth-inslitheachLe strì an aghaidh mar as trice anns an raon 10^6 gu 10^9 ohm·cm, tha uaifearan SiC leth-inslithe deatamach airson diofar phàirtean de shiostaman RF a sgaradh. Tha an nàdar neo-ghiùlain aca a’ dèanamh cinnteach nach eil mòran aodion srutha ann, a’ cur casg air bacadh nach eilear ag iarraidh agus call chomharran anns a’ chuairt.

• Wafers Seòrsa-NAir an làimh eile, tha luachan strì an aghaidh aig wafers SiC seòrsa-N eadar 10^-3 agus 10^4 ohm·cm, a rèir nan ìrean dopaidh. Tha na wafers seo riatanach airson innealan RF a dh’ fheumas seoltachd fo smachd, leithid amplifiers agus suidsichean, far a bheil sruthadh an t-sruth riatanach airson giullachd chomharran.

3. Tagraidhean ann an siostaman RF

3.1. Àrd-mheudaichean Cumhachd

Tha amplifiers cumhachd stèidhichte air SiC nam bun-stèidh ann an siostaman RF an latha an-diugh, gu h-àraidh ann an cian-chonaltradh, radar, agus conaltradh saideal. Airson tagraidhean amplifier cumhachd, tha an roghainn seòrsa wafer - leth-inslitheach no seòrsa-n - a’ dearbhadh èifeachdas, loidhneachd, agus coileanadh fuaim.

• SiC leth-inslitheachBithear tric a’ cleachdadh sliseagan SiC leth-inslithe ann am bun-structar an amplifier. Tha an aghaidheachd àrd aca a’ dèanamh cinnteach gu bheil sruthan agus bacadh nach eilear ag iarraidh air an lughdachadh, a’ leantainn gu tar-chur comharran nas glaine agus èifeachdas iomlan nas àirde.

• SiC Seòrsa-NBithear a’ cleachdadh uaifearan SiC seòrsa-N anns an roinn ghnìomhach de luchd-àrdachaidh cumhachd. Leigidh an seoltachd le cruthachadh seanail fo smachd tro am bi dealanan a’ sruthadh, a’ comasachadh comharran RF a mheudachadh. Tha measgachadh de stuth seòrsa-n airson innealan gnìomhach agus stuth leth-inslitheach airson fo-stratan cumanta ann an tagraidhean RF àrd-chumhachd.

3.2. Innealan Suidseachaidh Àrd-Thriuthachd

Bithear a’ cleachdadh uaifearan SiC ann an innealan suidse àrd-tricead cuideachd, leithid FETan SiC agus diodes, a tha deatamach airson amplifiers cumhachd RF agus luchd-sgaoilidh. Tha an aghaidh-air ìosal agus am bholtaids briseadh-sìos àrd de uaifearan SiC seòrsa-n gan dèanamh gu sònraichte freagarrach airson tagraidhean suidse àrd-èifeachdais.

3.3. Innealan Miona-thonn agus Tonn-Mìlemeatair

Tha innealan meanbh-thonn agus tonn-mìlemeatair stèidhichte air SiC, a’ gabhail a-steach oscillators agus measgairean, a’ faighinn buannachd bho chomas an stuth cumhachd àrd a làimhseachadh aig triceadan àrda. Tha an cothlamadh de ghiùlan teirmeach àrd, comas dìosganach ìosal, agus beàrn-chòmhlain farsaing a’ dèanamh SiC freagarrach airson innealan a tha ag obair anns na raointean GHz agus eadhon THz.

4. Buannachdan agus Cuingealachaidhean

4.1. Buannachdan Uaifearan SiC Leth-inslitheach

• Sruthan Parasitic as ìsleBidh an aghaidh àrd a tha aig wafers SiC leth-inslithe a’ cuideachadh le bhith a’ dealachadh roinnean an inneil, a’ lughdachadh cunnart sruthan dìosganach a dh’ fhaodadh coileanadh shiostaman RF a lughdachadh.

• Ionracas Comharran LeasaichteBidh uibhrichean SiC leth-inslithe a’ dèanamh cinnteach à ionracas àrd chomharran le bhith a’ cur casg air slighean dealain nach eilear ag iarraidh, gan dèanamh freagarrach airson tagraidhean RF àrd-tricead.

4.2. Buannachdan Uaifearan SiC Seòrsa-N

• Seoltachd fo smachdBidh wafers SiC seòrsa-N a’ toirt seachad ìre seoltachd a tha air a mhìneachadh gu math agus a ghabhas atharrachadh, gan dèanamh freagarrach airson co-phàirtean gnìomhach leithid transistors agus diodes.

• Làimhseachadh Cumhachd ÀrdTha wafers SiC seòrsa-N air leth math ann an tagraidhean suidseadh cumhachd, a’ seasamh an aghaidh bholtaids is sruthan nas àirde an taca ri stuthan leth-chonnsachaidh traidiseanta leithid silicon.

4.3. Teòraidhean

• Iom-fhillteachd GiullachdFaodaidh giullachd uaifearan SiC, gu h-àraidh airson seòrsachan leth-inslithe, a bhith nas iom-fhillte agus nas daoire na silicon, agus dh’ fhaodadh sin cuingealachadh a dhèanamh air an cleachdadh ann an tagraidhean a tha mothachail air cosgais.

• Easbhaidhean StuthanGed a tha SiC ainmeil airson a fheartan stuthan sàr-mhath, faodaidh lochdan ann an structar nan wafers - leithid dì-àiteachadh no truailleadh rè saothrachadh - buaidh a thoirt air coileanadh, gu sònraichte ann an tagraidhean àrd-tricead agus àrd-chumhachd.

5. Gluasadan san àm ri teachd ann an SiC airson tagraidhean RF

Thathar an dùil gun àrdaich an t-iarrtas airson SiC ann an tagraidhean RF fhad ’s a chumas gnìomhachasan orra a’ putadh crìochan cumhachd, tricead agus teòthachd ann an innealan. Le adhartasan ann an teicneòlasan giullachd wafer agus dòighean doping nas fheàrr, bidh wafers SiC leth-inslitheach agus seòrsa-n a’ cluich pàirt a tha a’ sìor fhàs cudromach ann an siostaman RF an ath ghinealach.

• Innealan AmalaichteTha rannsachadh a’ dol air adhart a thaobh a bhith ag amalachadh stuthan SiC leth-inslitheach agus seòrsa-n ann an aon structar inneil. Bhiodh seo a’ cothlamadh buannachdan seoltachd àrd airson co-phàirtean gnìomhach le feartan aonaranachd stuthan leth-inslitheach, a dh’ fhaodadh a bhith a’ leantainn gu cuairtean RF nas dlùithe agus nas èifeachdaiche.

• Tagraidhean RF Tricead nas ÀirdeMar a bhios siostaman RF ag atharrachadh a dh’ionnsaigh triceadan eadhon nas àirde, bidh feum air stuthan le làimhseachadh cumhachd agus seasmhachd teirmeach nas fheàrr a’ fàs. Tha beàrn-bann farsaing SiC agus an giùlan teirmeach sàr-mhath ga shuidheachadh gu math airson a chleachdadh ann an innealan microwave agus tonn-mìlemeatair an ath ghinealaich.

6. Co-dhùnadh

Tha buannachdan sònraichte aig wafers SiC leth-inslithe agus seòrsa-n airson tagraidhean RF. Bidh wafers leth-inslithe a’ toirt seachad aonaranachd agus sruthan dìosganach nas lugha, gan dèanamh freagarrach airson an cleachdadh ann an siostaman RF. An coimeas ri sin, tha wafers seòrsa-n riatanach airson co-phàirtean innealan gnìomhach a dh’ fheumas seoltachd fo smachd. Còmhla, tha na stuthan sin a’ comasachadh leasachadh innealan RF nas èifeachdaiche agus nas àrd-choileanaidh as urrainn obrachadh aig ìrean cumhachd, triceadan agus teòthachd nas àirde na co-phàirtean traidiseanta stèidhichte air silicon. Mar a bhios an t-iarrtas airson siostaman RF adhartach a’ sìor fhàs, cha bhith àite SiC san raon seo ach a’ fàs nas cudromaiche.