Koji su čimbenici koji utječu na pouzdanost SIC uređaja?

Hej tamo! Kao dobavljač SIC uređaja, već sam duže vrijeme bio u gužvi Power Semiconductor igre. Iz prve ruke vidio sam koliko je važna pouzdanost na tim uređajima. U ovom ću blogu razbiti čimbenike koji mogu utjecati na pouzdanost SIC uređaja.

1. Kvaliteta materijala

Započnimo s temeljem - samom materijalom. Silikonski karbid (sic) je super hladan poluvodički materijal. Ima nevjerojatna svojstva poput visokog napona raspada, visoke toplinske vodljivosti i niskog otpora. Ali kvaliteta SIC materijala može mnogo varirati.

Kristalni oštećenja u sic vaferima glavna su glavobolja. Dislokacije, slaganje grešaka i mikropipe mogu se pobrkati s performansama i pouzdanošću SIC uređaja. Na primjer, mikropipe mogu djelovati kao staze za struju curenja. Kad imate visokonaponski SIC uređaj, čak i sitna struja curenja može uzrokovati 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 naboja. To može utjecati na brzinu prebacivanja i učinkovitost uređaja. A ako se uređaj ne može pravilno prebaciti, dobro, neće biti vrlo pouzdan, zar ne?

2. Proces proizvodnje

Način na koji pravimo SIC uređaje je presudan. Svaki korak u procesu proizvodnje može utjecati na pouzdanost.

Prvo, postupak epitaksijalnog rasta. Ovdje uzgajamo tanki sloj SiC -a na vrhu reza. Ako epitaksijalni sloj ima ne -jednoliku debljinu ili sastav, to može uzrokovati probleme. Na primjer, deblje ili tanje područje može imati različita električna svojstva. To može dovesti do neujednačene raspodjele struje u uređaju tijekom rada. I neravnomjerna raspodjela struje može uzrokovati žarišne točke, što može smanjiti životni vijek uređaja.

Tu je postupak dopinga. Doping je kako uvodimo nečistoće u specifične regije SIC -a kako bismo promijenili svoju električnu vodljivost. Ako je koncentracija dopinga isključena, može se pobrkati s prag napona uređaja, naponom raspada i drugim važnim parametrima. Na primjer, ako je doping previsoko u određenom području, može uzrokovati da se uređaj pokvari na nižem naponu nego što se očekivalo.

Proces metalizacije je također ključan. To je kada na SIC naslonimo metalne slojeve kako bismo uspostavili električne kontakte. Ako metal -sic sučelje nije dobro - formirano, može dovesti do visokog otpora kontakta. Visoki otpor kontakta znači veći gubitak snage u obliku topline. I kao što znamo, toplina je neprijatelj pouzdanosti.

3. Pakiranje

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

Toplinsko upravljanje je glavni faktor. SIC uređaji mogu generirati puno topline tijekom rada. Ako paket ne može učinkovito raspršiti ovu toplinu, temperatura uređaja će nastaviti rasti. Visoke temperature mogu uzrokovati sve vrste problema, poput povećane struje istjecanja, smanjene pokretljivosti nosača, pa čak i fizičkog oštećenja uređaja.

Na primjer, neki paketi koriste materijale s niskom toplinskom vodljivošću. To može zarobiti toplinu unutar uređaja, što dovodi do pregrijavanja. S druge strane, paketi s dobrim termalnim dizajnom, poput onih s hladnjacima ili termalnim viasima, mogu vam pomoći da uređaj bude hladan i nesmetano radi.

Mehanički stres je još jedno pitanje vezano za pakiranje. Kad je uređaj podvrgnut mehaničkim vibracijama, udarcima ili promjenama temperature, paket može staviti stres na SIC čip. Ovaj stres može uzrokovati pukotine u čipu ili oštećenja unutarnjih veza. S vremenom to može dovesti do neuspjeha uređaja.

4. Radni uvjeti

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

Temperatura je velika. SIC uređaji općenito su bolji u rukovanju visokim temperaturama od tradicionalnih silikonskih uređaja. Ali oni još uvijek imaju svoje granice. Ako je radna temperatura predugo predugo, može uzrokovati degradaciju materijala uređaja. Na primjer, dielektrični materijali u uređaju mogu se razbiti, što dovodi do povećane struje istjecanja i smanjene pouzdanosti.

Također su važni napon i strujni napon. Ako primijenimo napon ili struju koji je viši od nazivnih vrijednosti uređaja, to može prouzrokovati neposredan kvar ili dugotrajnu degradaciju. Na primjer, ako podvrgnemo SIC uređaj naponskom šiljku koji je iznad njegovog napona, može prouzrokovati trajno oštećenje uređaja.

Vlažnost i drugi čimbenici okoliša također mogu igrati ulogu. Vlaga može korodirati metalne dijelove u uređaju i uzrokovati kratke spojeve. I izlaganje prašini ili drugim onečišćenjima također može utjecati na performanse i pouzdanost uređaja.

5. Dizajn uređaja

Dizajn samog SIC uređaja može utjecati na njegovu pouzdanost.

Izgled uređaja može utjecati na raspodjelu struje. Izgled dobrog bunara osigurava da struja ravnomjerno teče kroz uređaj. To pomaže u sprječavanju žarišta i smanjuje rizik od kvara uređaja. Na primjer, dobar izgled može imati simetričan dizajn za uravnoteženje strujnog toka.

Zaštitni krugovi u uređaju također su važni. Ovi krugovi mogu pomoći u zaštiti uređaja od višestrukog napona, prekomjerne struje i drugih nenormalnih uvjeta. Na primjer, ugrađeni krug zaštite od napona može ograničiti napon preko uređaja ako postoji iznenadni naponski šiljak. To može spriječiti oštećenje uređaja.

Veze proizvoda

Ako vas zanimaju određeni SIC uređaji, pogledajte našeSic mosfetiSic Schottky diodaProizvodi. Ovo su neki od najboljih na tržištu i uzeli smo u obzir sve te faktore kako bismo osigurali njihovu pouzdanost.

Zaključak

Dakle, kao što vidite, postoji čitava gomila faktora koji mogu utjecati na pouzdanost SIC uređaja. Od kvalitete materijala do načina na koji koristimo uređaj u stvarnom svijetu, svaki je korak važan. Kao dobavljač, neprestano radimo na poboljšanju pouzdanosti naših SIC uređaja. Koristimo visokokvalitetne materijale, usavršavajući 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 napajačkoj aplikaciji ili osjetljivom elektroničkom uređaju, dobili smo proizvode i stručnost u ispunjavanju vaših potreba. Obratite nam se i započnimo razgovor o vašim zahtjevima.

Reference

1. BJ Baliga, "Power Semiconductor uređaji", Springer, 2008.
2. Gospodin Melloch i Ma Khan, "Silicijski karbid: u osnovi novi materijal za buduće uređaje za visoku snagu i RF", IEEE transakcije na elektronskim uređajima, vol. 52, br. 8, 2005.
3. YS Park i dr., "Pitanja pouzdanosti u uređajima za napajanje silicija karbida", Pouzdanost mikroelektronike, vol. 50, br. 11 - 12, 2010.