Poluprovodnički uređaj je osnova moderne industrijske mašinske opreme, široko se koristi u računarima, potrošačkoj elektronici, mrežnim komunikacijama, automobilskoj elektronici i drugim oblastima. Industrija poluprovodnika se uglavnom sastoji od četiri osnovne komponente: integrisanih kola, optoelektronskih uređaja, diskretnih uređaja i senzora, što čini više od 80% integrisanih kola, pa se često koriste i poluprovodnički i integrisani ekvivalenti.
Integrisana kola, prema kategoriji proizvoda, uglavnom se dijele u četiri kategorije: mikroprocesor, memorija, logički uređaji i dijelovi simulatora. Međutim, s kontinuiranim širenjem područja primjene poluprovodničkih uređaja, mnoge posebne prilike zahtijevaju da poluprovodnici budu otporni na visoke temperature, jako zračenje, veliku snagu i druga okruženja, te da ne oštećuju poluprovodničke materijale prve i druge generacije. Tako je nastala treća generacija poluprovodničkih materijala.
Trenutno, poluprovodnički materijali sa širokim energetskim procepom predstavljeni susilicijum karbid(SiC), galijev nitrid (GaN), cink oksid (ZnO), dijamant i aluminijev nitrid (AlN) zauzimaju dominantno tržište s većim prednostima, zajednički nazvani poluprovodničkim materijalima treće generacije. Treća generacija poluprovodničkih materijala sa većom širinom zabranjenog pojasa, većim probojnim električnim poljem, toplinskom provodljivošću, brzinom elektronskog zasićenja i većom otpornošću na zračenje, pogodnija je za izradu visokotemperaturnih, visokofrekventnih, otpornih na zračenje i uređaja velike snage, obično poznatih kao poluprovodnički materijali sa širokim zabranjenim pojasom (zabranjena širina pojasa je veća od 2,2 eV), koji se nazivaju i visokotemperaturni poluprovodnički materijali. Iz trenutnih istraživanja poluprovodničkih materijala i uređaja treće generacije, poluprovodnički materijali od silicijum karbida i galijevog nitrida su zreliji itehnologija silicijum karbidaje najzreliji, dok je istraživanje cink oksida, dijamanta, aluminijum nitrida i drugih materijala još uvijek u početnoj fazi.
Materijali i njihova svojstva:
Silicijum karbidMaterijal se široko koristi u keramičkim kugličnim ležajevima, ventilima, poluprovodničkim materijalima, žiroskopima, mjernim instrumentima, vazduhoplovstvu i drugim oblastima, te je postao nezamjenjiv materijal u mnogim industrijskim oblastima.
SiC je vrsta prirodne superrešetke i tipičan homogeni politip. Postoji više od 200 (trenutno poznatih) homotipskih politipskih porodica zbog razlike u redoslijedu pakiranja između dvoatomskih slojeva Si i C, što dovodi do različitih kristalnih struktura. Stoga je SiC vrlo pogodan za novu generaciju materijala za podloge svjetlećih dioda (LED), materijala za elektroniku velike snage.
| karakterističan | |
| fizička imovina | Visoka tvrdoća (3000 kg/mm), može rezati rubin |
| Visoka otpornost na habanje, druga odmah iza dijamanta | |
| Toplotna provodljivost je 3 puta veća od one kod Si i 8~10 puta veća od one kod GaAs. | |
| Termička stabilnost SiC-a je visoka i nemoguće ga je topiti pri atmosferskom pritisku. | |
| Dobre performanse odvođenja toplote su veoma važne za uređaje velike snage. | |
|
hemijsko svojstvo | Vrlo jaka otpornost na koroziju, otporna na gotovo sve poznate korozivne agense na sobnoj temperaturi |
| Površina SiC lako oksidira formirajući SiO2, tanki sloj koji može spriječiti njegovu daljnju oksidaciju. Iznad 1700℃, oksidni film se topi i brzo oksidira | |
| Širina zabranjene zone 4H-SIC i 6H-SIC je oko 3 puta veća od one kod Si i 2 puta veća od one kod GaAs: Intenzitet probojnog električnog polja je za red veličine veći od Si, a brzina drifta elektrona je zasićena Dva i po puta veći od Si. Zabranjena zona 4H-SIC je šira od one kod 6H-SIC. |
Vrijeme objave: 01.08.2022.