Polovodičové součástky jsou jádrem moderních průmyslových strojů a široce se používají v počítačích, spotřební elektronice, síťové komunikaci, automobilové elektronice a dalších oblastech. Průmysl polovodičů se skládá hlavně ze čtyř základních komponent: integrovaných obvodů, optoelektronických součástek, diskrétních součástek a senzorů, které tvoří více než 80 % integrovaných obvodů, a proto se často používají i polovodičové a integrované obvody jako ekvivalenty.
Integrované obvody se podle kategorie produktu dělí hlavně do čtyř kategorií: mikroprocesor, paměť, logická zařízení a simulační součástky. S neustálým rozšiřováním oblasti použití polovodičových součástek však mnoho zvláštních příležitostí vyžaduje, aby polovodiče byly schopny odolat vysokým teplotám, silnému záření, vysokému výkonu a dalším prostředím a nepoškozovaly se. První a druhá generace polovodičových materiálů jsou bezvýkonné, a tak vznikla třetí generace polovodičových materiálů.
V současné době jsou polovodičové materiály s širokým zakázaným pásmem reprezentoványkarbid křemíku(SiC), nitrid galia (GaN), oxid zinečnatý (ZnO), diamant a nitrid hliníku (AlN) zaujímají dominantní postavení na trhu s většími výhodami a souhrnně se označují jako polovodičové materiály třetí generace. Třetí generace polovodičových materiálů se širší šířkou zakázaného pásu, vyšším průrazným elektrickým polem, vyšší tepelnou vodivostí, vyšší elektronovou saturací rychlostí a vyšší odolností vůči záření, je vhodnější pro výrobu vysokoteplotních, vysokofrekvenčních, radiačních a výkonných součástek, obvykle známých jako polovodičové materiály se širokým zakázaným pásem (zakázaná šířka pásu je větší než 2,2 eV), nazývané také vysokoteplotní polovodičové materiály. Ze současného výzkumu polovodičových materiálů a součástek třetí generace vyplývá, že polovodičové materiály na bázi karbidu křemíku a nitridu galia jsou vyspělejší a...technologie karbidu křemíkuje nejvyspělejší, zatímco výzkum oxidu zinečnatého, diamantu, nitridu hliníku a dalších materiálů je stále v počáteční fázi.
Materiály a jejich vlastnosti:
Karbid křemíkuMateriál je široce používán v keramických kuličkových ložiscích, ventilech, polovodičových materiálech, gyroskopech, měřicích přístrojích, letectví a dalších oblastech a stal se nenahraditelným materiálem v mnoha průmyslových oblastech.
SiC je druh přirozené supermřížky a typický homogenní polytyp. Existuje více než 200 (v současnosti známých) homotypických polytypických rodin kvůli rozdílnému uspořádání dvouatomových vrstev Si a C, což vede k různým krystalovým strukturám. SiC je proto velmi vhodný pro novou generaci substrátových materiálů pro světelně emitující diody (LED) a pro vysoce výkonné elektronické materiály.
| charakteristický | |
| fyzický majetek | Vysoká tvrdost (3000 kg/mm), dokáže řezat rubín |
| Vysoká odolnost proti opotřebení, druhá hned po diamantu | |
| Tepelná vodivost je 3krát vyšší než u Si a 8~10krát vyšší než u GaAs. | |
| Tepelná stabilita SiC je vysoká a je nemožné se roztavit při atmosférickém tlaku. | |
| Dobrý odvod tepla je velmi důležitý pro zařízení s vysokým výkonem. | |
|
chemická vlastnost | Velmi silná odolnost proti korozi, odolná vůči téměř všem známým korozivním činidlům při pokojové teplotě |
| Povrch SiC snadno oxiduje za vzniku tenké vrstvy SiO2, která může zabránit jeho další oxidaci. Nad 1700 ℃ se oxidový film taví a rychle oxiduje | |
| Zakázané pásmo u 4H-SIC a 6H-SIC je asi 3krát větší než u Si a 2krát větší než u GaAs: Intenzita průrazného elektrického pole je o řád vyšší než u Si a rychlost driftu elektronů je saturovaná Dvaapůlkrát větší než Si. Zakázané pásmo u 4H-SIC je širší než u 6H-SIC. |
Čas zveřejnění: 1. srpna 2022