Koji su faktori koji utječu na pouzdanost SIC uređaja?

Hej tamo! Kao dobavljač SIC uređaja, već sam neko vrijeme bio u guzivi igre Power poluvodiča. Video sam iz prve ruke koliko je važna pouzdanost na ovim uređajima. U ovom blogu razbit ću faktore koji mogu utjecati na pouzdanost SIC uređaja.

1. Kvalitet materijala

Započnimo sa temeljem - sami materijal. Silicijum Carbide (Sic) je super cool poluvodički materijal. Ima neverovatna svojstva poput visokodown-napona, visoke toplotne provodljivosti i niske otpornosti. Ali kvaliteta SiC materijala može mnogo varirati.

Kristalni nedostaci u siću vafli su glavna glavobolja. Dislokacije, slaganje grešaka i mikropipe mogu svi nered s performansama i pouzdanošću SiC uređaja. Na primjer, mikropipe mogu djelovati kao staze za struju curenja. Kada imate visoki-naponski SIC uređaj, čak ni malena struja curenja može prouzrokovati pregrijavanje s vremenom, što može dovesti do kvara uređaja.

Nečistoće u SiC materijalu su još jedno pitanje. Čak i male količine neželjenih elemenata mogu promijeniti električna svojstva uređaja. Na primjer, neke nečistoće mogu djelovati kao zamke za nosače za naplatu. To može uticati na brzinu prebacivanja i efikasnost uređaja. A ako se uređaj ne može pravilno prebaciti, pa neće biti vrlo pouzdano, zar ne?

2. Proces proizvodnje

Način na koji pravi SIC uređaje su presudni. Svaki korak u proizvodnom procesu može imati utjecaj na pouzdanost.

Prvo gore, proces rasta epitaksije. Ovde rastemo tanki sloj SIC-a na vrhu vafla. Ako epitaksijski sloj ima ne-jednoličnu debljinu ili sastav, može uzrokovati probleme. Na primjer, deblji ili tanji prostor može imati različita električna svojstva. To može dovesti do neujednačene trenutne distribucije u uređaju tokom rada. I neravnomjerna distribucija trenutne može uzrokovati žarišta, što može smanjiti životni vijek uređaja.

Tada postoji doping proces. Doping je kako uvodimo nečistoće u određene regije SIC-a da promijene svoju električnu provodljivost. Ako je koncentracija dopinga isključena, može se zabrljati s pragom uređaja, napon oštećenja, i drugim važnim parametrima. Na primjer, ako je doping previsok u određenom području, može prouzrokovati da se uređaj pokvari na nižem naponu od očekivanog.

Ključni je i proces metalizacije. To je kada na SIC-u položimo metalne slojeve da napravimo električne kontakte. Ako metal - Sic sučelje nije dobro - formirano, može dovesti do visokog kontaktnog otpora. Visok kontaktni otpor znači veće gubitka snage u obliku topline. I kao što znamo, toplina je neprijatelj pouzdanosti.

3 Pakovanje

Možda mislite da je ambalaža samo način zaštite SIC uređaja, ali mnogo je više od toga. Pakovanje može imati veliki utjecaj na pouzdanost uređaja.

Termičko upravljanje je glavni faktor. Sic uređaji mogu generirati puno topline tokom rada. Ako paket ne može učinkovito raspršiti ovu toplinu, temperatura uređaja će se nastaviti rastući. Visoke temperature mogu prouzrokovati svakakve probleme, poput povećane struje curenja, smanjene mobilnosti nosača, pa čak i fizička oštećenja uređaja.

Na primjer, neki paketi koriste materijale sa niskom toplotnom provodljivošću. To može zarobiti toplinu unutar uređaja, što dovodi do pregrijavanja. S druge strane, paketi s dobrim termičkim dizajnom, poput onih sa hladnjacima ili termičkim vijačima, mogu vam pomoći da uređaj bude hladan i pokrenut glatko.

Mehanički stres je još jedno pitanje vezano za pakiranje. Kada je uređaj izložen mehaničkim vibracijama, udarcima ili promjenama temperature, paket može staviti stres na sic čip. Ovaj stres može prouzrokovati pukotine u čipu ili oštećenja unutarnjih veza. Vremenom to može dovesti do kvara uređaja.

4. Operativni uslovi

Način na koji koristimo SIC uređaje u stvarnim - svjetskim aplikacijama također mogu utjecati na njihovu pouzdanost.

Temperatura je Biggie. Sic uređaji su uglavnom bolji pri rukovanju visokim temperaturama od tradicionalnih silikonskih uređaja. Ali oni još uvijek imaju svoje granice. Ako je radna temperatura previse predugo, može prouzrokovati degradaciju materijala uređaja. Na primjer, dielektrični materijali u uređaju mogu se razbiti, što dovodi do povećane struje curenja i smanjene pouzdanosti.

Važni su i napon i strujni stres. Ako nanesemo napon ili struju, što je veće od ocijenjenih vrijednosti uređaja, može prouzrokovati neposredno kvar ili dugotrajna degradacija. Na primjer, ako natjeramo SIC uređaj na naponskog šiljaka koji je iznad njenog raspada, može prouzrokovati trajnu oštećenje uređaja.

Vlažnost i drugi faktori okoliša mogu također igrati ulogu. Vlažnost može koriti metalne dijelove na uređaju i uzrokovati kratke - krugove. I izlaganje prašini ili drugim kontaminantima može utjecati i na performanse i pouzdanost uređaja.

5. Dizajn uređaja

Dizajn samog uređaja SiC-a može utjecati na njegovu pouzdanost.

Izgled uređaja može uticati na trenutnu distribuciju. Dobro dizajniran izgled osigurava da struja ravnomjerno prolaze kroz uređaj. To pomaže u sprečavanju žarišta i smanjuje rizik od kvara uređaja. Na primjer, dobar izgled može imati simetričan dizajn za uravnoteženje trenutnog protoka.

Važni su i zaštitni krugovi u uređaju. Ti krugovi mogu pomoći u zaštiti uređaja od prekomjerne napona, preko - struje i druge nenormalne uvjete. Na primjer, izgrađen krug za zaštitu napona - napon može ograničiti napon preko uređaja ako postoji nagli spasak napona. To može spriječiti oštećenje uređaja.

Veze proizvoda

Ako ste zainteresirani za određene SiC uređaje, pogledajte našeSic MosfetiSic Schottky DiodeProizvodi. Ovo su neki od najboljih na tržištu, a sve ti faktori smo uzeli u obzir da bismo osigurali njihovu pouzdanost.

Zaključak

Dakle, kao što vidite, postoji čitava gomila faktora koji mogu utjecati na pouzdanost SIC uređaja. Iz kvaliteta materijala do načina na koji koristimo uređaj u stvarnom svijetu, svaki korak je važan. Kao dobavljač stalno radimo na poboljšanju pouzdanosti naših SIC uređaja. Mi koristimo visoke kvalitete, preraslamo naše proizvodne procese i dizajniramo bolje pakete i uređaje.

Ako ste na tržištu za pouzdane SiC uređaje, voljeli bismo razgovarati s vama. Bilo da radite na visokoj aplikaciji za napajanje ili osjetljiv elektronički uređaj, imamo proizvode i stručnost za ispunjavanje vaših potreba. Dosežite nam i započnemo razgovor o vašim potrebama.

Reference

1. BJ Baliga, "Power poluvodički uređaji", Springer, 2008.
2. Gospodin Melloch i Ma Khan, "Silicijum karbid: fundamentalno novi materijal za buduće visoke - snage i RF uređaje", IEEE transakcije na elektronskim uređajima, vol. 52, br. 8, 2005.
3. YS Park i dr., "Pitanja pouzdanosti u silikonskim uređajima za karbid", mikroelektronička pouzdanost, vol. 50, br. 11 - 12, 2010.