Полупроводниковите устройства са ядрото на съвременните индустриални машинни съоръжения, широко използвани в компютрите, потребителската електроника, мрежовите комуникации, автомобилната електроника и други области. Полупроводниковата индустрия се състои главно от четири основни компонента: интегрални схеми, оптоелектронни устройства, дискретни устройства и сензори, които представляват повече от 80% от интегралните схеми, следователно често са еквивалентни на полупроводникови и интегрални схеми.
Интегралните схеми, според категорията на продукта, се разделят основно на четири категории: микропроцесор, памет, логически устройства, симулаторни части. Въпреки това, с непрекъснатото разширяване на областта на приложение на полупроводниковите устройства, много специални случаи изискват полупроводниците да могат да се придържат към използването на високи температури, силно лъчение, висока мощност и други среди, без да се повреждат. Първото и второто поколение полупроводникови материали са безсилни, така че се е появило третото поколение полупроводникови материали.
В момента широколентовите полупроводникови материали, представени отсилициев карбид(SiC), галиев нитрид (GaN), цинков оксид (ZnO), диамант, алуминиев нитрид (AlN) заемат доминиращия пазар с по-големи предимства, общо наричани полупроводникови материали от трето поколение. Полупроводниковите материали от трето поколение се характеризират с по-широка забранена зона, по-високо електрическо поле на пробив, по-висока топлопроводимост, по-висока скорост на електронно насищане и по-висока радиационна устойчивост. Те са по-подходящи за изработка на устройства с висока температура, висока честота, радиационна устойчивост и висока мощност. Обикновено са известни като полупроводникови материали с широка забранена зона (забранената ширина на зоната е по-голяма от 2,2 eV), наричани още високотемпературни полупроводникови материали. Според настоящите изследвания на полупроводникови материали и устройства от трето поколение, силициевият карбид и галиевият нитрид са по-зрели и...технология на силициев карбиде най-зрял, докато изследванията върху цинков оксид, диамант, алуминиев нитрид и други материали са все още в начален етап.
Материали и техните свойства:
Силициев карбидМатериалът се използва широко в керамични сачмени лагери, клапани, полупроводникови материали, жироскопи, измервателни инструменти, аерокосмическата и други области и се е превърнал в незаменим материал в много индустриални области.
SiC е вид естествена свръхрешетка и типичен хомогенен политип. Съществуват повече от 200 (понастоящем известни) хомотипни политипни семейства поради разликата в последователността на опаковане между двуатомните слоеве Si и C, което води до различни кристални структури. Следователно, SiC е много подходящ за новото поколение материали за подложки на светодиоди (LED) и материали за мощна електроника.
| характеристика | |
| физическо имущество | Висока твърдост (3000 кг/мм), може да реже рубин |
| Висока износоустойчивост, отстъпваща само на диаманта | |
| Топлопроводимостта е 3 пъти по-висока от тази на Si и 8~10 пъти по-висока от тази на GaAs. | |
| Термичната стабилност на SiC е висока и е невъзможно да се стопи при атмосферно налягане. | |
| Доброто разсейване на топлината е много важно за устройства с висока мощност. | |
|
химическо свойство | Много силна устойчивост на корозия, устойчива на почти всички известни корозионни агенти при стайна температура |
| Повърхността на SiC лесно се окислява, образувайки тънък слой SiO2, който може да предотврати по-нататъшното му окисляване. Над 1700℃ оксидният филм се топи и окислява бързо | |
| Забранената зона на 4H-SIC и 6H-SIC е около 3 пъти по-голяма от тази на Si и 2 пъти по-голяма от тази на GaAs: Интензитетът на пробивното електрическо поле е с порядък по-висок от този на Si, а скоростта на дрейф на електрони е наситена Два и половина пъти по-голяма от Si. Забранената зона на 4H-SIC е по-широка от тази на 6H-SIC. |
Време на публикуване: 01.08.2022 г.