Els dispositius semiconductors són el nucli dels equips de màquines industrials modernes, àmpliament utilitzats en ordinadors, electrònica de consum, comunicacions de xarxa, electrònica d'automoció i altres àrees del nucli, la indústria dels semiconductors es compon principalment de quatre components bàsics: circuits integrats, dispositius optoelectrònics, dispositius discrets, sensors, que representen més del 80% dels circuits integrats, de manera que sovint i semiconductors i circuits integrats equivalents.
Els circuits integrats, segons la categoria de producte, es divideixen principalment en quatre categories: microprocessadors, memòria, dispositius lògics i components de simulació. Tanmateix, amb l'expansió contínua del camp d'aplicació dels dispositius semiconductors, moltes ocasions especials requereixen que els semiconductors puguin adherir-se a l'ús d'altes temperatures, radiacions fortes, alta potència i altres entorns, sense danys. La primera i segona generació de materials semiconductors no tenen potència, per la qual cosa va sorgir la tercera generació de materials semiconductors.
Actualment, els materials semiconductors de banda ampla representats percarbur de silici(SiC), el nitrur de gal·li (GaN), l'òxid de zinc (ZnO), el diamant i el nitrur d'alumini (AlN) ocupen el mercat dominant amb majors avantatges, denominats col·lectivament com a materials semiconductors de tercera generació. La tercera generació de materials semiconductors amb una amplada de banda prohibida més àmplia, com més alt sigui el camp elèctric de ruptura, la conductivitat tèrmica, la taxa de saturació electrònica i la capacitat de resistència a la radiació, més adequats per a la fabricació de dispositius d'alta temperatura, alta freqüència, resistència a la radiació i alta potència, generalment coneguts com a materials semiconductors d'ample interval de banda (l'amplada de banda prohibida és superior a 2,2 eV), també anomenats materials semiconductors d'alta temperatura. Segons la investigació actual sobre materials i dispositius semiconductors de tercera generació, els materials semiconductors de carbur de silici i nitrur de gal·li són més madurs itecnologia de carbur de siliciés el més madur, mentre que la recerca sobre òxid de zinc, diamant, nitrur d'alumini i altres materials encara es troba en la fase inicial.
Materials i les seves propietats:
carbur de siliciEl material s'utilitza àmpliament en rodaments de boles ceràmiques, vàlvules, materials semiconductors, giroscopis, instruments de mesura, aeroespacial i altres camps, i s'ha convertit en un material irreemplaçable en molts camps industrials.
El SiC és una mena de superxarxa natural i un politipus homogeni típic. Hi ha més de 200 famílies politípiques homotípiques (actualment conegudes) a causa de la diferència en la seqüència d'empaquetament entre les capes diatòmiques de Si i C, cosa que dóna lloc a estructures cristal·lines diferents. Per tant, el SiC és molt adequat per a la nova generació de materials de substrat de díodes emissors de llum (LED) i materials electrònics d'alta potència.
| característica | |
| propietat física | Alta duresa (3000 kg/mm), pot tallar el robí |
| Alta resistència al desgast, només superada pel diamant | |
| La conductivitat tèrmica és 3 vegades superior a la del Si i 8~10 vegades superior a la del GaAs. | |
| L'estabilitat tèrmica del SiC és alta i és impossible que es fongui a pressió atmosfèrica. | |
| Un bon rendiment de dissipació de calor és molt important per a dispositius d'alta potència | |
|
propietat química | Molt forta resistència a la corrosió, resistent a gairebé qualsevol agent corrosiu conegut a temperatura ambient |
| La superfície de SiC s'oxida fàcilment per formar SiO2, una capa fina que pot evitar la seva oxidació posterior. Per sobre dels 1700 ℃, la pel·lícula d'òxid es fon i s'oxida ràpidament | |
| El bandgap de 4H-SIC i 6H-SIC és aproximadament 3 vegades el del Si i 2 vegades el del GaAs: La intensitat del camp elèctric de ruptura és un ordre de magnitud superior a la del Si, i la velocitat de deriva dels electrons està saturada Dues vegades i mitja el Si. El interval de banda del 4H-SIC és més ample que el del 6H-SIC. |
Data de publicació: 01-08-2022