碳化硅和氮化镓有何区别

碳化硅（SiC）结合了硅（原子序数14）和碳（原子序数6），形成类似于金刚石的强共价键，是一种坚固的六方结构化合物，具有宽禁带半导体特性。带隙是将电子从围绕原子核的轨道上释放所需的能量，在3.26 eV时，碳化硅的禁带几乎是硅的三倍，因此被称为“宽”禁带或WBG。

制造方法

最简单的碳化硅制造方法是在高达 2500 摄氏度的高温下熔化硅砂和碳（例如煤）。颜色更深、更常见的碳化硅通常包含铁和碳杂质，但纯 SiC 晶体是无色的，是碳化硅在 2700 摄氏度升华时形成的。加热后，这些晶体在较低的温度下沉积在石墨上，这一过程称为 Lely 法。

Lely 法：在此过程中，通常通过感应将花岗岩坩埚加热到非常高的温度，以升华碳化硅粉末。温度较低的石墨棒悬浮在气态混合物中，这本身就能使纯碳化硅沉积并形成晶体。

化学气相沉积：或者，制造商使用化学气相沉积来生长立方形 SiC，这种方法常用于碳基合成工艺，也用于半导体行业。在这种方法中，特定的化学混合气体进入真空环境，并在沉积到基片上之前结合。

氮化镓和碳化硅的区别

碳化硅（SiC）和氮化镓（GaN）之间的一个区别是电子迁移率方面的速度——电子在半导体材料中迁移的速度。在2000cm²/Vs时，氮化镓的电子迁移率比Si快30%，而碳化硅的电子迁移度为650cm²/Vs。这些差异在决定每种技术为目标应用程序发挥了不同的作用。

氮化镓（GaN）更高的电子迁移率使其更适合于高性能、高频的应用，由于栅电极实际消耗的芯片比例非常非常小，这一点得到了进一步支持。这确保了在非常低的电容下，很容易实现更高的频率（这就是为什么氮化镓半导体广泛用于在千兆赫兹范围内切换的RF器件）。

另一方面，碳化硅（SiC）具有较高的热导率和较低的频率操作，更适合于更高功率的应用，包括电动汽车和数据中心、一些太阳能设计、铁路牵引、风力涡轮机、网格分布与工业和医疗成像，这些需要很高的电压下运行，并拥有优良的散热性能，但不总是需要进行高频开关的场景。