የሶስተኛ ትውልድ ሴሚኮንዳክተር ወለል - የሲሲ (ሲሊከን ካርቦይድ) መሳሪያዎች እና አፕሊኬሽኖቻቸው

እንደ አዲስ የሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ አይነት፣ SiC ለአጭር ሞገድ ርዝመት ኦፕቶኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎችን፣ ከፍተኛ የሙቀት መጠን ያላቸውን መሳሪያዎች፣ የጨረር መቋቋም መሳሪያዎችን እና ከፍተኛ ኃይል/ከፍተኛ ኃይል ያላቸውን የኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎችን ለማምረት በጣም አስፈላጊው ሴሚኮንዳክተር ቁሳቁስ ሆኗል። በተለይም በከባድ እና አስቸጋሪ ሁኔታዎች ውስጥ ሲተገበር የSiC መሳሪያዎች ባህሪያት ከSi መሳሪያዎች እና GaAs መሳሪያዎች እጅግ የላቁ ናቸው። ስለዚህ፣ የSiC መሳሪያዎች እና የተለያዩ አይነት ዳሳሾች ቀስ በቀስ ከዋና ዋና መሳሪያዎች አንዱ ሆነዋል፣ ይህም የበለጠ እና የበለጠ አስፈላጊ ሚና ይጫወታሉ።

የሲሲ መሳሪያዎችና ወረዳዎች ከ1980ዎቹ ጀምሮ በፍጥነት እያደጉ መጥተዋል፣ በተለይም የመጀመሪያው የሲሲ ንጣፍ ዋፈር ወደ ገበያ ከገባበት ከ1989 ጀምሮ። በአንዳንድ መስኮች፣ እንደ ብርሃን አመንጪ ዳዮዶች፣ ከፍተኛ ድግግሞሽ ከፍተኛ ኃይል እና ከፍተኛ ቮልቴጅ ያላቸው መሳሪያዎች፣ የሲሲ መሳሪያዎች በስፋት ለንግድ ጥቅም ላይ ውለዋል። እድገቱ ፈጣን ነው። ከ10 ዓመታት ገደማ ልማት በኋላ፣ የሲሲ መሳሪያ ሂደት የንግድ መሳሪያዎችን ማምረት ችሏል። በክሬ የተወከሉ በርካታ ኩባንያዎች የSiC መሳሪያዎችን የንግድ ምርቶች ማቅረብ ጀምረዋል። ​​የሀገር ውስጥ የምርምር ተቋማትና ዩኒቨርሲቲዎች በSiC ቁሳቁስ እድገትና በመሳሪያ ማምረቻ ቴክኖሎጂ አስደሳች ስኬቶችን አስመዝግበዋል። የSiC ቁሳቁስ በጣም የላቀ አካላዊ እና ኬሚካላዊ ባህሪያት ቢኖረውም፣ የSiC መሳሪያ ቴክኖሎጂም የበሰለ ቢሆንም፣ የSiC መሳሪያዎችና ወረዳዎች አፈጻጸም ግን የላቀ አይደለም። ከSiC ቁሳቁስና ከመሳሪያ ሂደት በተጨማሪ በየጊዜው መሻሻል አለበት። የS5C መሳሪያ መዋቅርን በማመቻቸት ወይም አዲስ የመሳሪያ መዋቅር በማቅረብ የSiC ቁሳቁሶችን እንዴት መጠቀም እንደሚቻል ላይ ተጨማሪ ጥረቶች መደረግ አለባቸው።

በአሁኑ ጊዜ። የSiC መሳሪያዎች ጥናት በዋናነት የሚያተኩረው በተለዩ መሳሪያዎች ላይ ነው። ለእያንዳንዱ የመሳሪያ መዋቅር አይነት፣ የመጀመሪያው ጥናት የመሳሪያውን መዋቅር ሳያመቻቹ ተጓዳኝ የሆነውን የSi ወይም የGaAs መሳሪያ መዋቅር ወደ SiC በቀላሉ መተካት ነው። የSiC ውስጣዊ የኦክሳይድ ንብርብር ከSi ጋር ተመሳሳይ ስለሆነ፣ በተለይም m-pa መሳሪያዎች፣ በSiC ላይ ሊመረቱ ይችላሉ ማለት ነው። ምንም እንኳን ቀላል ንቅለ ተከላ ብቻ ቢሆንም፣ ከተገኙት መሳሪያዎች ውስጥ አንዳንዶቹ አጥጋቢ ውጤቶችን አስመዝግበዋል፣ እና አንዳንድ መሳሪያዎች ቀድሞውኑ ወደ ፋብሪካ ገበያ ገብተዋል።

የሲሲ ኦፕቶኤሌክትሮኒክስ መሳሪያዎች፣ በተለይም ሰማያዊ ብርሃን አመንጪ ዳዮዶች (ብሉ-ሬይ ኤልድስ)፣ በ1990ዎቹ መጀመሪያ ላይ ወደ ገበያ የገቡ ሲሆን የመጀመሪያዎቹ በጅምላ የሚመረቱ የሲሲ መሳሪያዎች ናቸው። ከፍተኛ ቮልቴጅ ያላቸው የሲሲ ሾትኪ ዳዮዶች፣ የሲሲ RF የኃይል ትራንዚስተሮች፣ የሲሲ MOSFETዎች እና mesFETዎችም እንዲሁ ለንግድ ይገኛሉ። እርግጥ ነው፣ የእነዚህ ሁሉ የሲሲ ምርቶች አፈጻጸም የSiC ቁሳቁሶችን እጅግ በጣም ጥሩ ባህሪያት ከመጫወት የራቀ ነው፣ እና የSiC መሳሪያዎች ጠንካራ ተግባር እና አፈጻጸም አሁንም ምርምር እና ማዳበር አለባቸው። እንደዚህ ያሉ ቀላል ንቅለ ተከላዎች ብዙውን ጊዜ የSiC ቁሳቁሶችን ጥቅሞች ሙሉ በሙሉ መጠቀም አይችሉም። የSiC መሳሪያዎች አንዳንድ ጥቅሞች ቢኖሩም። መጀመሪያ ላይ የተመረቱ አንዳንድ የሲሲ መሳሪያዎች ከተዛማጅ የሲ ወይም የCaA መሳሪያዎች አፈጻጸም ጋር ሊዛመዱ አይችሉም።

የSiC ቁሳቁስ ባህሪያትን ጥቅሞች ወደ SiC መሳሪያዎች ጥቅሞች በተሻለ ሁኔታ ለመቀየር፣ በአሁኑ ጊዜ የመሳሪያውን የማምረቻ ሂደት እና የመሳሪያ መዋቅር እንዴት ማሻሻል እንደሚቻል ወይም የSiC መሳሪያዎችን ተግባር እና አፈፃፀም ለማሻሻል አዳዲስ መዋቅሮችን እና አዳዲስ ሂደቶችን እንዴት ማዘጋጀት እንደሚቻል እያጠናን ነው።