Leistungshalbleiter
Was ist der Hauptgrund, warum SiC (Siliziumkarbid) gegenüber Si für Leistungsbauelemente mit hoher Sperrspannung vorteilhaft ist?
- AWeil die Durchbruchfeldstärke mit etwa dem 10-Fachen von Si hoch ist
- BWeil die Bandlücke kleiner als bei Si ist
- CWeil Wafer billiger als bei Si sind und sich leichter auf große Durchmesser bringen lassen
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Antwort: A. Weil die Durchbruchfeldstärke mit etwa dem 10-Fachen von Si hoch ist
SiC hat mit etwa 3.3 eV eine große Bandlücke und eine Durchbruchfeldstärke von etwa dem 10-Fachen von Si (etwa 3 MV/cm). Bei gleicher Sperrspannung kann die Driftschicht etwa 1/10 so dick und die Dotierstoffkonzentration etwa 100-mal so hoch sein, sodass der Widerstand der Driftschicht theoretisch um einige hundert Faktoren sinkt. Auch die Wärmeleitfähigkeit ist etwa das 3-Fache von Si und hält hohen Temperaturen stand, weshalb es zunehmend z. B. in Wechselrichtern von Elektrofahrzeugen eingesetzt wird. Wafer sind jedoch teurer als aus Si, und die Umstellung auf große Durchmesser (8 Zoll) ist noch im Gang.