炭化シリコン、SICとしても知られているのは、純粋なシリコンと純粋な炭素で構成される基本的な半導体材料です。窒素またはリンでSICをドープして、N-タイプの半導体、またはベリリウム、ホウ素、アルミニウム、またはガリウムを形成して、Pタイプの半導体を形成できます。さまざまな種類の炭化シリコンは、異なる材料をドーピングすることで生成できます。
製造の最も単純な方法炭化シリコン最大2500度の高温でシリカの砂と炭素を溶かすことです。炭化シリコンには通常、鉄と炭素の不純物が含まれていますが、純粋なSIC結晶は無色であり、2700度の摂氏シリコンの昇華で形成されます。したがって、加熱後、これらの結晶はより低い温度でグラファイトに堆積します。このプロセスは、Lely Methodとも呼ばれます。つまり、花崗岩のるつぼは、シリコン炭化物粉末に崇高に誘導することにより、非常に高温に加熱されます。温度が低いグラファイトロッドがガス状混合物に吊り下げられており、それ自体が純粋な炭化シリコンの堆積と結晶の形成を可能にし、炭化シリコンを生成します。
炭化シリコン主に、120〜270 W/MKの高い熱伝導率、4.0x10^-6/°Cの低い熱膨張係数、および高電流密度の高い利点があります。組み合わせると、これらの利点は、炭化シリコンが非常に良好な電気伝導率を与えます。これは、高電流および高熱伝導率を必要とする一部の分野で非常に有利です。時代の発展に伴い、炭化シリコンは半導体業界で重要な役割を果たし、すべての高電力と高効率アプリケーションの電力モジュールを動力としています。炭化シリコンはシリコンよりも高価ですが、SICは10 kV近くの電圧しきい値を達成できます。炭化シリコンはまた、スイッチング損失が非常に低いため、高い動作周波数をサポートし、高効率を達成できます。特に、600ボルトを超える動作電圧を備えたアプリケーションでは、適切に実装されている場合、炭化シリコンデバイスはコンバーターとインバーターシステムの損失をほぼ50％削減し、サイズを300％削減し、システム全体のコストを大幅に削減できます。
