高温用途では、熱条件下で確実に動作できる特殊な半導体材料が必要です。適切な材料を選択し、正確な計算を実行するには、性能と長寿を確実にするために、これらの半導体の設計に不可欠です。

高温度半導体材料選定

高温半導体で使用される材料は、高温で広帯域ギャップ、高熱安定性、良好な電気特性を有する必要があります。一般的な選択肢は、シリコンカーバイド(SiC)、ガリウム窒化物(GaN)、およびダイヤモンドを含みます。これらの材料は、従来のシリコンベースの半導体と比較して、より高い温度に耐えることができます。

主要材料の特性

  • ]バンドギャップ:]]ワイドバンドギャップにより、充電キャリアの熱発生を低減します。
  • 熱伝導率:] 高熱伝導率は、熱を効率的に散らすのに役立ちます。
  • ブレイクダウン電圧:]] 高分解能で動作を高速にします。
  • 熱安定性:]]高温での劣化に対する抵抗。

高温性能の計算

半導体の設計は、高温での侵入型キャリアの集中、移動性、破壊電圧などの計算パラメータを含みます。これらの計算は、デバイス動作を予測し、運用条件下で信頼性を確保するのに役立ちます。

侵入キャリアの集中

侵入キャリアの集中は温度によって増加し、伝導性に影響を与えます。それは等量を使用して推定することができます:

ni[]]] = A×T]3/2× - ]]g[[/2kT]

故障電圧計算

故障電圧は、材料特性や装置形状により異なります。以下で推定できます。

V]BD[] = E]BD×