Siliziumkarbid-Halbleiter sind unkonventionelle Halbleiter mit breiter Bandl\u00fccke, die gegen\u00fcber ihren Silizium-Gegenst\u00fccken zahlreiche Vorteile aufweisen, darunter h\u00f6here Betriebstemperaturen, schnellere Schaltfrequenzen und geringere Bauelementeverluste.<\/p>\n
Siliziumkarbid (SiC) ist ein extrem hartes und hitzebest\u00e4ndiges Halbleitermaterial, das in rauen Umgebungen gedeiht, in denen die meisten elektronischen Ger\u00e4te nicht funktionieren k\u00f6nnen, z. B. bei hohen Temperaturen, extremen Vibrationen, feindlichen chemischen Medien und Strahlung. SiC-Sensoren und -Elektronik, die diesen extremen Bedingungen standhalten, k\u00f6nnten viele Systeme revolutionieren - von der Energie\u00fcbertragung f\u00fcr Elektroautos und \u00f6ffentliche Versorgungseinrichtungen bis hin zu leistungsf\u00e4higeren Mikrowellen f\u00fcr Radar- und Mobiltelefonanwendungen.<\/p>\n
Eine Methode zur Herstellung von SiC ist das Lely-Verfahren. Dabei wird SiC-Pulver bei hohen Temperaturen in Silizium, Kohlenstoff und Siliziumdicarbid sublimiert und dann als flockenartige Einkristalle bei 2500 Grad Celsius abgeschieden, bevor es auf Substrate aufgebracht wird; das Ergebnis sind hochwertige 6H-SiC-Einkristalle mit einer Gr\u00f6\u00dfe von bis zu 2 cm2.<\/p>\n
Es gab mehrere Niederdruck-Polytypen von SiC, darunter 3C, 4H, 15R und 21R. Jeder Polytyp wies starke Phononmoden mit \u00e4hnlichen Strukturen auf. Forscher untersuchten die Druckabh\u00e4ngigkeit der Absorptionskanten; eine Untersuchung von stickstoffdotiertem 6H-SiC ergab, dass die Bandl\u00fccke eine unver\u00e4nderliche negative Druckableitung aufweist; dieses Ergebnis best\u00e4tigte theoretische Berechnungen.<\/p>\n
Hochspannungsbauteile wie Halbleiter, Dioden und IGBTs sind wichtige Komponenten f\u00fcr Anwendungen, die von der Motorsteuerung \u00fcber Solarwechselrichter und Batterieladeger\u00e4te bis zum Motorsport reichen. Leider erfordert ihr gro\u00dfer Platzbedarf jedoch eine erhebliche W\u00e4rmeabgabe, was zu erheblichen Leitungsverlusten f\u00fchrt. Die Verwendung von Siliziumkarbid (SiC)-Bauteilen kann die Schaltverluste verringern und gleichzeitig die Zuverl\u00e4ssigkeit durch h\u00f6here Sperrspannungen und geringere Leitungsverluste erh\u00f6hen.<\/p>\n
SiC unterscheidet sich von Silizium durch eine wesentlich h\u00f6here elektrische Durchschlagsfeldst\u00e4rke, wodurch es h\u00f6here Betriebstemperaturen ohne Leistungseinbu\u00dfen erreichen kann. Dies macht SiC zu einer ausgezeichneten Wahl f\u00fcr Hochspannungs-Leistungsbauelemente wie IGBTs, SB-Dioden und MOSFETs; au\u00dferdem ist es durch seine dreimal breitere Bandl\u00fccke besser f\u00fcr extreme Bedingungen geeignet als Silizium.<\/p>\n
Mehrere Unternehmen haben Siliziumkarbid-MOSFETs (WBG) mit breiter Bandl\u00fccke entwickelt, die speziell f\u00fcr Wechselrichter in der Automobil- und Industrietechnik konzipiert sind. Sie zeichnen sich durch einen Schaltpunkt von 650 V und einen der niedrigsten Durchlasswiderst\u00e4nde pro Fl\u00e4che aus, die bei Bauelementen dieser Klasse verf\u00fcgbar sind. Der SiC-MOSFET NTH4L015N065SC1 von ON Semiconductor verf\u00fcgt \u00fcber einen internen Gate-Widerstand, der externe Widerst\u00e4nde in Ansteuerungsschaltungen eliminiert und so schnellere Schaltzeiten erm\u00f6glicht.<\/p>\n
Hochfrequenz-Siliziumkarbid-Halbleiter hatten im Jahr 2021 einen betr\u00e4chtlichen Marktanteil, und es wird erwartet, dass sie w\u00e4hrend des Prognosezeitraums weiter wachsen werden, da ihre breite Bandl\u00fccke dazu beitr\u00e4gt, den Leistungsverlust und die Zuverl\u00e4ssigkeit f\u00fcr Hochgeschwindigkeitsschaltanwendungen zu verringern. Siliziumkarbid hat auch viele Anwendungen im Schienenverkehr und in Elektrofahrzeugen, wo seine Bauelemente dazu beitragen, die Gr\u00f6\u00dfe und das Gewicht der Ausr\u00fcstung zu reduzieren, um die Betriebskosten zu senken und die Effizienz zu verbessern - wie z. B. die Verbesserung der Zuverl\u00e4ssigkeit der japanischen Shinkansen-Z\u00fcge durch ihre Verwendung als Traktionswandler.<\/p>\n
Halbleiterbauelemente aus Siliziumkarbid haben in den letzten Jahren aufgrund der zunehmenden Bem\u00fchungen um Nachhaltigkeit und Elektrifizierung ein enormes Wachstum erfahren und bieten bei Hochspannungs-\/Frequenzanwendungen eine bessere Leistung als Silizium und Siliziumarsenid. Galliumnitrid (GaN) spielt ebenfalls eine wichtige Rolle bei Halbleiterbauelementen der dritten Generation und bietet bei Hochspannungs-\/Frequenzanwendungen mehr M\u00f6glichkeiten als Silizium.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SiC) ist eine Legierung, die aus Silicium und Kohlenstoff besteht. Diese chemische Verbindung weist starke kovalente Bindungen auf, die denen von Diamanten \u00e4hneln. SiC wird durch die Kombination von Siliziumdioxid und Kohlenstoff in einem Elektroofen bei hohen Temperaturen hergestellt; die Bandl\u00fccke wurde mit 3,26 eV gemessen. Au\u00dferdem kann SiC bei h\u00f6heren Temperaturen, Spannungen und Frequenzen arbeiten als Silizium.<\/p>\n
Leistungshalbleiter aus Siliziumkarbid bieten hohe Leistungsf\u00e4higkeiten und tragen gleichzeitig dazu bei, Gewicht, Gr\u00f6\u00dfe und Kosten elektronischer Ger\u00e4te zu reduzieren. Aufgrund ihrer Temperatur- und Spannungstoleranz eignen sie sich f\u00fcr Lades\u00e4ulen, Rechenzentren und andere anspruchsvolle Anwendungen - insbesondere f\u00fcr Elektrofahrzeuge. Dar\u00fcber hinaus sind sie aufgrund ihrer schnelleren Schaltf\u00e4higkeit und ihres geringeren Durchlasswiderstandes eine bessere Wahl als Silizium-Bauelemente. Dies ist besonders wichtig, wenn man an k\u00fcnftige Anwendungen im Schienenverkehr denkt, bei denen die Lastaufnahmekapazit\u00e4t ein wichtiger Wachstumsfaktor sein wird.<\/p>\n
Siliciumcarbid, auch als Moissanit bezeichnet, wurde erstmals vor \u00fcber 4,6 Milliarden Jahren in Meteoriten entdeckt. Heute wird es in geringen Mengen f\u00fcr die Verwendung als Edelstein aus der Erde gewonnen, der gr\u00f6\u00dfte Teil wird jedoch k\u00fcnstlich hergestellt; am h\u00e4ufigsten wird es f\u00fcr die Herstellung von Edelsteinschmuck mit Stickstoff- oder Phosphor-Dotierstoffen und f\u00fcr die Schmuckherstellung mit Beryllium-, Bor- oder Aluminium-Dotierstoffen dotiert. Siliciumcarbid kann auch mit Stickstoff- und Phosphor-Dotierstoffen vom n-Typ dotiert werden, w\u00e4hrend seine harte, farblose Oberfl\u00e4che eine Dotierung mit Dotierstoffen erm\u00f6glicht, die sowohl eine Dotierung vom n-Typ als auch vom p-Typ zul\u00e4sst, je nachdem, ob die Dotierung auf nat\u00fcrliche Weise erfolgt oder k\u00fcnstlich hergestellt wird - \u00e4hnlich wie bei Diamantschmuck. Siliziumkarbid kann auch k\u00fcnstlich als Moissanit-Juwelen aus Meteoriten hergestellt werden, die vor \u00fcber 4,6 Milliarden Jahren entstanden sind! Es kann dann f\u00fcr die Schmuckherstellung verwendet werden. Das meiste Siliziumkarbid kann seither auch k\u00fcnstlich hergestellt werden! Farblose harte Substanz, die je nach gew\u00fcnschter Anwendung entweder mit Stickstoff oder Phosphor und p-dotiert mit Beryllium, Bor oder Aluminium dotiert werden kann! Siliziumkarbid wurde erstmals in Meteoriten von der Erde entdeckt, die bereits vor Vor 4,6 Milliarden Jahren! Vor 4,6 Milliarden Jahren! Vor 4,6 Milliarden Jahren...<\/p>\n
SiC ist eine innovative Verbindung aus Silizium (Ordnungszahl 14) und Kohlenstoff (Ordnungszahl 6), die durch starke kovalente Bindungen verbunden sind und eine chemische Verbindung mit hexagonaler Struktur bilden, die eine extrem gro\u00dfe Bandl\u00fccke aufweist - dreimal gr\u00f6\u00dfer als herk\u00f6mmliches Silizium! Dar\u00fcber hinaus weist es einzigartige elektrische Eigenschaften auf, die es f\u00fcr bestimmte Anwendungen interessant machen k\u00f6nnen.<\/p>\n
Siliziumkarbid ist ein industrielles Material, das hohen Temperaturen und Spannungen standhalten kann, was es zur perfekten Materialwahl f\u00fcr Leistungshalbleiter macht. Aufgrund seiner Langlebigkeit und seines langfristigen Betriebs f\u00fchrt die Verwendung d\u00fcnnerer Wafer zu einer h\u00f6heren Effizienz, w\u00e4hrend seine Zuverl\u00e4ssigkeit einen langfristigen Betrieb und eine l\u00e4ngere Nutzungsdauer erm\u00f6glicht. Dar\u00fcber hinaus zeichnet sich Siliziumkarbid durch eine geringe W\u00e4rmeausdehnung aus und ist chemisch inert.<\/p>\n
Hartes und korrosionsbest\u00e4ndiges Siliciumcarbid ist ein ausgezeichnetes Schleifmaterial und wird in gro\u00dfem Umfang zum Schneiden von feuerfesten Materialien wie Hartguss, Marmor und Granit, zum Schleifen von Elektrostahl, f\u00fcr Karborundum-Drucktechniken (mit trockenem, k\u00f6rnigem Siliciumcarbid zum Drucken von Bildern), f\u00fcr Karborundum-Drucktechniken und f\u00fcr die Herstellung von Karborundum-Papier sowie f\u00fcr die Herstellung von Schleifpapierprodukten verwendet.<\/p>\n
Nat\u00fcrlicher Moissanit ist nur in sehr geringen Mengen in Meteoriten, Korundvorkommen und Kimberlit zu finden. Der meiste im Handel erh\u00e4ltliche Moissanit wird synthetisch hergestellt, indem Kohlenstoff in geschmolzenem Silizium aufgel\u00f6st wird, um Alpha-Siliziumkarbid zu bilden, das sich mit Aluminiumoxid zu Karborund oder b-SiC verbindet, das als Karborund bekannt ist. Diese stabile Verbindung weist die kubische Struktur eines Diamanten mit halb gef\u00fcllten SiC-Tetraedern auf, die eine gute Leitf\u00e4higkeit bietet, da sie einen \u00e4hnlichen Atomradius wie andere Diamantkristalle hat und einen hohen Schmelzpunkt aufweist.<\/p>\n
Siliziumkarbid-Halbleiter haben sich aufgrund ihrer Effizienz, Langlebigkeit und K\u00fchlungseigenschaften in der Leistungselektronikindustrie weithin durchgesetzt. Sie werden in gro\u00dfem Umfang in Leistungswandlern, EV-Ladeger\u00e4ten, Solarwechselrichtern, Motorantrieben und Motorsteuerungen sowie in Umgebungen mit h\u00f6heren Temperaturen\/Spannungen als herk\u00f6mmliche Silizium-Bauelemente eingesetzt - insbesondere dank der geringeren Einschaltwiderst\u00e4nde und Schaltverluste, die f\u00fcr Hochgeschwindigkeitsanwendungen geeignet sind.<\/p>\n
Es wird erwartet, dass sich Leistungshalbleiter aufgrund ihrer zahlreichen Vorteile gegen\u00fcber herk\u00f6mmlichen Bauelementen zu einer wesentlichen Technologie f\u00fcr Automobilanwendungen entwickeln werden. Sie zeichnen sich durch eine gr\u00f6\u00dfere Bandl\u00fccke aus, die den Betrieb \u00fcber ein breiteres Temperatur- und Spannungsspektrum erm\u00f6glicht, sowie durch geringeren Energieverbrauch und geringeres Gewicht.<\/p>\n
SiC kann IGBTs und bipolare Transistoren, die hohe Durchbruchspannungen und hohe Schaltverluste aufweisen, durch schneller schaltende Bauelemente ersetzen, die einen geringeren Durchlasswiderstand haben, was zu einer geringeren Verlustleistung und W\u00e4rmeentwicklung f\u00fchrt. Die breite Bandl\u00fccke von SiC erm\u00f6glicht es diesen Bauelementen, schneller zu schalten und gleichzeitig einen geringeren Durchlasswiderstand zu bieten, der die W\u00e4rmeentwicklung und den Leistungsverlust reduziert.<\/p>\n
Siliciumcarbid ist ein amorphes nat\u00fcrliches Material, das in extrem seltenen Formen wie z. B. in Moissanit-Schmuckst\u00fccken vorkommt. Siliziumkarbid wird durch die Reaktion von Siliziumdioxid mit Kohlenstoff in einem Elektroofen bei hohen Temperaturen hergestellt und kann auch in der Karborunddrucktechnik verwendet werden, bei der eine mit Karborundgrie\u00df beschichtete Aluminiumplatte f\u00fcr Drucktechniken wie den Karborunddruck verwendet wird.<\/p>\n
Siliziumkarbid-Halbleiterbauelemente haben aufgrund ihrer kompakten Bauweise, ihrer \u00fcberlegenen elektrischen Leistung, ihrer Zuverl\u00e4ssigkeit, ihrer h\u00f6heren Spannungsfestigkeit und Temperaturtoleranz als \u00e4ltere Bauelemente, ihrer einfachen Handhabung und Installationsm\u00f6glichkeiten sowie ihrer geringen Gr\u00f6\u00dfe im gesamten Technologiesektor zunehmend an Interesse gewonnen, was zu einem drastischen Anstieg ihrer Nachfrage gef\u00fchrt hat.<\/p>\n
Siliciumcarbid (SiC) ist eine unzerst\u00f6rbare chemische Verbindung mit hexagonaler Struktur, die aus Silicium und Kohlenstoff besteht, die durch starke kovalente Bindungen zu starken tetraedrischen kovalenten Bindungen verbunden sind. SiC hat eine au\u00dfergew\u00f6hnlich breite Bandl\u00fccke, die es den Elektronen erm\u00f6glicht, sich frei in den sp3-Hybridorbitalen zu bewegen, was es zu einem vielseitigen Material mit vielen Verwendungsm\u00f6glichkeiten und Vorteilen macht.<\/p>\n
Siliziumkarbid-Halbleiter haben aufgrund der steigenden Nachfrage nach Elektrofahrzeugen und 5G-Infrastrukturen ein explosionsartiges Wachstum erfahren, insbesondere aufgrund der hohen kritischen Durchbruchspannung, des geringeren Einschaltwiderstands und der h\u00f6heren Leistungsdichte - die Hauptgr\u00fcnde f\u00fcr ihren ph\u00e4nomenalen Anstieg.<\/p>\n
Siliziumkarbid-Halbleiter zeichnen sich durch eine hervorragende W\u00e4rmeleitf\u00e4higkeit und die F\u00e4higkeit aus, hohen Temperaturen standzuhalten, was sie zum perfekten Material f\u00fcr die Herstellung von Leistungshalbleitern macht. Solche Bauteile finden sich in Hochenergielasern, Solarzellen und Fotodetektoren sowie als Thermistoren\/Varistoren in Hochtemperatur\u00f6fen.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Silicon Carbide Semiconductor is an unconventional wide bandgap semiconductor with numerous inherent advantages over its silicon counterparts, including higher operating temperatures, faster switching frequencies and reduced device losses.SiC power components offer significantly lower costs than their silicon-based counterparts, due to a reduction in substrate costs that make up an enormous share of total component expenses. […]<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"site-sidebar-layout":"default","site-content-layout":"default","ast-site-content-layout":"","site-content-style":"default","site-sidebar-style":"default","ast-global-header-display":"","ast-banner-title-visibility":"","ast-main-header-display":"","ast-hfb-above-header-display":"","ast-hfb-below-header-display":"","ast-hfb-mobile-header-display":"","site-post-title":"","ast-breadcrumbs-content":"","ast-featured-img":"","footer-sml-layout":"","theme-transparent-header-meta":"default","adv-header-id-meta":"","stick-header-meta":"","header-above-stick-meta":"","header-main-stick-meta":"","header-below-stick-meta":"","astra-migrate-meta-layouts":"default","ast-page-background-enabled":"default","ast-page-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-4)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"ast-content-background-meta":{"desktop":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"tablet":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""},"mobile":{"background-color":"var(--ast-global-color-5)","background-image":"","background-repeat":"repeat","background-position":"center center","background-size":"auto","background-attachment":"scroll","background-type":"","background-media":"","overlay-type":"","overlay-color":"","overlay-gradient":""}},"footnotes":""},"categories":[2],"tags":[],"class_list":["post-30","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-news-en"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=30"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":31,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/30\/revisions\/31"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=30"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=30"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/ceramicatijolart.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=30"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}