El dispositivo semiconductor es el núcleo de los equipos de máquinas industriales modernas, ampliamente utilizado en computadoras, electrónica de consumo, comunicaciones en red, electrónica automotriz y otras áreas del núcleo, la industria de semiconductores se compone principalmente de cuatro componentes básicos: circuitos integrados, dispositivos optoelectrónicos, dispositivo discreto, sensor, que representa más del 80% de los circuitos integrados, por lo que a menudo son semiconductores y circuitos integrados equivalentes.
Los circuitos integrados, según la categoría del producto, se dividen principalmente en cuatro categorías: microprocesador, memoria, dispositivos lógicos y componentes de simulación. Sin embargo, con la continua expansión del campo de aplicación de los dispositivos semiconductores, muchas ocasiones especiales requieren que los semiconductores resistan altas temperaturas, radiación intensa, alta potencia y otros entornos, sin sufrir daños. La primera y la segunda generación de materiales semiconductores no eran resistentes, por lo que surgió la tercera generación.
En la actualidad, los materiales semiconductores de banda ancha representados porcarburo de silicioEl SiC, el nitruro de galio (GaN), el óxido de zinc (ZnO), el diamante y el nitruro de aluminio (AlN) dominan el mercado con mayores ventajas, y se conocen colectivamente como materiales semiconductores de tercera generación. Esta tercera generación de materiales semiconductores, con un ancho de banda prohibido más amplio, mayor campo eléctrico de ruptura, conductividad térmica, tasa de saturación electrónica y mayor capacidad de resistencia a la radiación, es más adecuada para la fabricación de dispositivos de alta temperatura, alta frecuencia, resistencia a la radiación y alta potencia. Estos materiales se conocen comúnmente como materiales semiconductores de banda prohibida amplia (el ancho de banda prohibido es superior a 2,2 eV), también llamados materiales semiconductores de alta temperatura. Según la investigación actual sobre materiales y dispositivos semiconductores de tercera generación, el carburo de silicio y el nitruro de galio son materiales semiconductores más maduros.tecnología de carburo de silicioEs el más maduro, mientras que la investigación sobre óxido de zinc, diamante, nitruro de aluminio y otros materiales todavía está en la etapa inicial.
Materiales y sus propiedades:
carburo de silicioEl material es ampliamente utilizado en rodamientos de bolas de cerámica, válvulas, materiales semiconductores, giroscopios, instrumentos de medición, aeroespacial y otros campos, se ha convertido en un material irremplazable en muchos campos industriales.
El SiC es un tipo de superred natural y un politipo homogéneo típico. Existen más de 200 familias politípicas homotípicas (actualmente conocidas) debido a la diferencia en la secuencia de empaquetamiento entre las capas diatómicas de Si y C, lo que da lugar a diferentes estructuras cristalinas. Por lo tanto, el SiC es muy adecuado para la nueva generación de materiales de sustrato para diodos emisores de luz (LED) y materiales electrónicos de alta potencia.
| característica | |
| propiedad física | Alta dureza (3000 kg/mm), puede cortar rubí. |
| Alta resistencia al desgaste, solo superada por el diamante. | |
| La conductividad térmica es 3 veces mayor que la del Si y 8~10 veces mayor que la del GaAs. | |
| La estabilidad térmica del SiC es alta y es imposible fundirlo a presión atmosférica. | |
| Un buen rendimiento de disipación de calor es muy importante para los dispositivos de alta potencia. | |
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propiedad química | Resistencia a la corrosión muy fuerte, resistente a casi cualquier agente corrosivo conocido a temperatura ambiente. |
| La superficie de SiC se oxida fácilmente para formar SiO, una capa delgada, puede evitar su oxidación adicional. Por encima de 1700 ℃, la película de óxido se funde y se oxida rápidamente. | |
| La banda prohibida del 4H-SIC y del 6H-SIC es aproximadamente 3 veces la del Si y 2 veces la del GaAs: La intensidad del campo eléctrico de ruptura es un orden de magnitud mayor que la del Si, y la velocidad de deriva de los electrones está saturada. Dos veces y media el Si. La banda prohibida del 4H-SIC es más amplia que la del 6H-SIC. |
Hora de publicación: 01-ago-2022