Halvlederkomponenter er kernen i moderne industrielt maskineri og udstyr, der i vid udstrækning anvendes i computere, forbrugerelektronik, netværkskommunikation, bilelektronik og andre områder. Halvlederindustrien består hovedsageligt af fire grundlæggende komponenter: integrerede kredsløb, optoelektroniske enheder, diskrete enheder og sensorer, som tegner sig for mere end 80% af integrerede kredsløb, og som ofte svarer til halvledere og integrerede kredsløb.
Integrerede kredsløb er i henhold til produktkategorien primært opdelt i fire kategorier: mikroprocessor, hukommelse, logikkomponenter og simulatordele. Men med den kontinuerlige udvidelse af anvendelsesområdet for halvlederkomponenter kræver mange særlige lejligheder, at halvledere kan modstå brugen af høje temperaturer, stærk stråling, høj effekt og andre miljøer uden at beskadige dem. Første og anden generation af halvledermaterialer er strømløse, så tredje generation af halvledermaterialer opstod.
På nuværende tidspunkt er de bredbåndsgab-halvledermaterialer repræsenteret afsiliciumcarbid(SiC), galliumnitrid (GaN), zinkoxid (ZnO), diamant og aluminiumnitrid (AlN) dominerer markedet med større fordele og kaldes samlet set tredje generations halvledermaterialer. Tredje generations halvledermaterialer har en bredere båndgab, et højere gennembrudselektrisk felt, termisk ledningsevne, en højere elektronisk mætningshastighed og en højere evne til at modstå stråling. De er derfor mere egnede til fremstilling af enheder med høj temperatur, høj frekvens, strålingsmodstand og høj effekt. De er normalt kendt som halvledermaterialer med bredt båndgab (den forbudte båndbredde er større end 2,2 eV), også kaldet højtemperaturhalvledermaterialer. Ud fra den nuværende forskning i tredje generations halvledermaterialer og -enheder er halvledermaterialer med siliciumcarbid og galliumnitrid mere modne.siliciumcarbidteknologier den mest modne, mens forskningen i zinkoxid, diamant, aluminiumnitrid og andre materialer stadig er i den indledende fase.
Materialer og deres egenskaber:
SiliciumkarbidMaterialet anvendes i vid udstrækning i keramiske kuglelejer, ventiler, halvledermaterialer, gyroer, måleinstrumenter, luftfart og andre områder, og er blevet et uerstatteligt materiale inden for mange industriområder.
SiC er en slags naturligt supergitter og en typisk homogen polytype. Der er mere end 200 (i øjeblikket kendte) homotypiske polytypiske familier på grund af forskellen i pakningsrækkefølgen mellem Si- og C-diatomlag, hvilket fører til forskellige krystalstrukturer. Derfor er SiC meget velegnet til den nye generation af lysdiodesubstratmaterialer (LED) og højeffektelektroniske materialer.
| karakteristisk | |
| fysisk ejendom | Høj hårdhed (3000 kg/mm), kan skære rubiner |
| Høj slidstyrke, kun overgået af diamant | |
| Varmeledningsevnen er 3 gange højere end Si's og 8~10 gange højere end GaAs's. | |
| SiC's termiske stabilitet er høj, og det er umuligt at smelte ved atmosfærisk tryk. | |
| God varmeafledningsevne er meget vigtig for enheder med høj effekt | |
|
kemisk egenskab | Meget stærk korrosionsbestandighed, modstandsdygtig over for næsten alle kendte ætsende stoffer ved stuetemperatur |
| SiC-overfladen oxiderer let og danner SiO2 i et tyndt lag, der kan forhindre yderligere oxidation. Over 1700 ℃ smelter oxidfilmen og oxiderer hurtigt | |
| Båndgabet for 4H-SIC og 6H-SIC er cirka 3 gange så stort som for Si og 2 gange så stort som for GaAs: Det elektriske feltintensitet ved gennembrud er en størrelsesorden højere end ved Si, og elektrondriftshastigheden er mættet To en halv gange Si. Båndgabet for 4H-SIC er bredere end for 6H-SIC |
Opslagstidspunkt: 1. august 2022