Silizio nitrurozko substratuak potentzia elektronikan errendimendua hobetzeko

Gaur egungo potentzia-moduluen diseinuak aluminio oxidoan (Al2O3) edo AlN zeramikan oinarritzen dira batez ere, baina errendimendu-eskaerak gero eta handiagoak dira diseinatzaileek substratu-alternatiba aurreratuak kontuan hartzea. Adibide bat xEV aplikazioetan ikusten da, non txiparen tenperatura 150 °C-tik 200 °C-ra igotzeak kommutazio-galerak %10 murrizten dituen. Gainera, soldadura eta haririk gabeko moduluak bezalako ontziratzeko teknologia berriek egungo substratuak lotura ahula bihurtzen ari dira.

Garrantzi berezia duen beste eragile esanguratsu bat baldintza gogorretan, hala nola aerosorgailuekin, iraupena handitu beharra da. Aerosorgailuek 15 urteko bizitza espero dute hutsik egin gabe ingurumen-baldintza guztietan, eta, ondorioz, aplikazio honen diseinatzaileek substratu-teknologiak hobetu behar dituzte.

Substratu aukerak hobetzeko hirugarren gidaria SiC osagaien erabilera sortzen ari da. SiC eta ontzi optimizatuak erabiltzen zituzten lehen moduluek % 40 eta 70 arteko galerak murrizten zituzten modulu tradizionalekin alderatuta, baina ontziratze metodo berrien beharra ere aurkeztu zuten, Si3N4 substratuak barne. Joera horiek guztiek Al2O3 eta AlN substratu tradizionalen etorkizuneko eginkizuna mugatuko dute, eta Si3N4-n oinarritutako substratuak etorkizunean errendimendu handiko potentzia-moduluetarako diseinatzaileak izango dira.

Tolestura-indarra bikainak, haustura-zorroztasun handiak eta eroankortasun termiko onak silizio nitruroa (Si3Ni4) oso egokia da potentzia-substratu elektronikoetarako. Zeramikaren ezaugarriek eta deskarga partziala edo pitzadura-hazkundea bezalako balio gakoen konparaketa zehatzak eragin handia erakusten dute substratuaren azken portaeran, hala nola bero-eroankortasuna eta ziklo termikoaren portaera.