Halbleiterbauelemente bilden den Kern moderner industrieller Maschinenausrüstung und werden häufig in Computern, Unterhaltungselektronik, Netzwerkkommunikation, Automobilelektronik und anderen Kernbereichen eingesetzt. Die Halbleiterindustrie besteht hauptsächlich aus vier Grundkomponenten: integrierten Schaltkreisen, optoelektronischen Bauelementen, diskreten Bauelementen und Sensoren. Diese machen mehr als 80 % der integrierten Schaltkreise aus, sodass Halbleiter und integrierte Schaltkreise oft gleichwertig sind.
Integrierte Schaltkreise werden je nach Produktkategorie hauptsächlich in vier Kategorien unterteilt: Mikroprozessoren, Speicher, Logikbausteine und Simulatorteile. Mit der kontinuierlichen Erweiterung des Anwendungsbereichs von Halbleiterbauelementen erfordern viele besondere Anlässe jedoch, dass Halbleiter hohen Temperaturen, starker Strahlung, hoher Leistung und anderen Umgebungen standhalten, ohne beschädigt zu werden. Die erste und zweite Generation von Halbleitermaterialien waren dazu nicht in der Lage, sodass die dritte Generation von Halbleitermaterialien entstand.
Derzeit sind die Halbleitermaterialien mit großer Bandlücke, die durchSiliziumkarbid(SiC), Galliumnitrid (GaN), Zinkoxid (ZnO), Diamant und Aluminiumnitrid (AlN) dominieren den Markt und werden zusammen als Halbleitermaterialien der dritten Generation bezeichnet. Halbleitermaterialien der dritten Generation zeichnen sich durch eine größere Bandlücke, ein höheres Durchbruchfeld, eine höhere Wärmeleitfähigkeit, eine höhere elektronische Sättigungsrate und eine höhere Strahlungsresistenz aus. Sie eignen sich daher besser für die Herstellung von Hochtemperatur-, Hochfrequenz-, Strahlungsresistenz- und Hochleistungsbauelementen. Sie werden üblicherweise als Halbleitermaterialien mit großer Bandlücke (verbotene Bandbreite größer als 2,2 eV) bezeichnet und auch als Hochtemperatur-Halbleitermaterialien bezeichnet. Aktuelle Forschungen zu Halbleitermaterialien und -bauelementen der dritten Generation zeigen, dass Siliziumkarbid und Galliumnitrid ausgereifter sind.Siliziumkarbid-Technologieist am weitesten fortgeschritten, während sich die Forschung zu Zinkoxid, Diamant, Aluminiumnitrid und anderen Materialien noch im Anfangsstadium befindet.
Materialien und ihre Eigenschaften:
SiliziumkarbidDas Material wird häufig in Keramikkugellagern, Ventilen, Halbleitermaterialien, Kreiseln, Messinstrumenten, der Luft- und Raumfahrt und anderen Bereichen verwendet und ist in vielen Industriebereichen zu einem unersetzlichen Material geworden.
SiC ist eine Art natürliches Übergitter und ein typischer homogener Polytyp. Aufgrund der unterschiedlichen Packungsreihenfolge der zweiatomigen Si- und C-Schichten, die zu unterschiedlichen Kristallstrukturen führt, sind derzeit über 200 homotypische polytypische Familien bekannt. Daher eignet sich SiC hervorragend für die neue Generation von Leuchtdioden-(LED)-Substratmaterialien und Hochleistungselektronikmaterialien.
| Merkmal | |
| physikalische Eigenschaft | Hohe Härte (3000 kg/mm), kann Rubin schneiden |
| Hohe Verschleißfestigkeit, nur Diamanten sind stärker | |
| Die Wärmeleitfähigkeit ist dreimal höher als die von Si und 8- bis 10-mal höher als die von GaAs. | |
| Die thermische Stabilität von SiC ist hoch und es ist unmöglich, bei atmosphärischem Druck zu schmelzen | |
| Eine gute Wärmeableitung ist für Hochleistungsgeräte sehr wichtig | |
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chemische Eigenschaft | Sehr hohe Korrosionsbeständigkeit, beständig gegen fast alle bekannten korrosiven Mittel bei Raumtemperatur |
| SiC-Oberfläche oxidiert leicht zu SiO, dünne Schicht, kann seine weitere Oxidation verhindern, in Über 1700 °C schmilzt der Oxidfilm und oxidiert schnell | |
| Die Bandlücke von 4H-SIC und 6H-SIC ist etwa dreimal so groß wie die von Si und zweimal so groß wie die von GaAs: Die elektrische Durchbruchfeldstärke ist um eine Größenordnung höher als bei Si, und die Elektronendriftgeschwindigkeit ist gesättigt Zweieinhalbmal so groß wie Si. Die Bandlücke von 4H-SIC ist größer als die von 6H-SIC |
Beitragszeit: 01.08.2022