Como nuevo tipo de material semiconductor, el SiC se ha convertido en el material semiconductor más importante para la fabricación de dispositivos optoelectrónicos de longitud de onda corta, dispositivos de alta temperatura, dispositivos de resistencia a la radiación y dispositivos electrónicos de alta potencia/alta potencia, gracias a sus excelentes propiedades físicas, químicas y eléctricas. Especialmente en condiciones extremas y adversas, las características de los dispositivos de SiC superan con creces las de los dispositivos de Si y GaAs. Por lo tanto, los dispositivos de SiC y diversos tipos de sensores se han convertido gradualmente en dispositivos clave, desempeñando un papel cada vez más importante.
Los dispositivos y circuitos de SiC se han desarrollado rápidamente desde la década de 1980, especialmente desde 1989, cuando se comercializó la primera oblea de sustrato de SiC. En algunos campos, como los diodos emisores de luz y los dispositivos de alta frecuencia, alta potencia y alto voltaje, los dispositivos de SiC se han utilizado ampliamente a nivel comercial. Su desarrollo es rápido. Tras casi 10 años de desarrollo, el proceso de fabricación de dispositivos de SiC ha permitido la fabricación de dispositivos comerciales. Varias empresas, representadas por Cree, han comenzado a ofrecer productos comerciales de dispositivos de SiC. Institutos de investigación y universidades nacionales también han logrado avances gratificantes en el desarrollo de materiales de SiC y la tecnología de fabricación de dispositivos. Si bien el SiC posee propiedades físicas y químicas muy superiores, y la tecnología de dispositivos de SiC también está madura, su rendimiento no es superior. Además, el material de SiC y el proceso de fabricación de dispositivos requieren una mejora constante. Se deben realizar mayores esfuerzos para aprovechar al máximo los materiales de SiC optimizando la estructura de los dispositivos S5C o proponiendo nuevas estructuras.
Actualmente, la investigación de dispositivos de SiC se centra principalmente en dispositivos discretos. Para cada tipo de estructura de dispositivo, la investigación inicial consiste simplemente en trasplantar la estructura correspondiente de Si o GaAs a SiC sin optimizarla. Dado que la capa de óxido intrínseca del SiC es la misma que la del SiO₂, la mayoría de los dispositivos de Si, especialmente los de m-pa, pueden fabricarse con SiC. Si bien se trata de un trasplante simple, algunos dispositivos obtenidos han alcanzado resultados satisfactorios y algunos ya se han comercializado.
Los dispositivos optoelectrónicos de SiC, especialmente los diodos emisores de luz azul (LED BLU-ray), se comercializaron a principios de la década de 1990 y fueron los primeros dispositivos de SiC producidos en masa. También se comercializan diodos Schottky de SiC de alto voltaje, transistores de potencia de RF de SiC, MOSFET y mesFET de SiC. Sin embargo, el rendimiento de todos estos productos de SiC dista mucho de alcanzar las excelentes características de los materiales de SiC, y aún es necesario investigar y desarrollar su funcionalidad y rendimiento más robustos. Estos trasplantes simples a menudo no pueden aprovechar al máximo las ventajas de los materiales de SiC, ni siquiera en lo que respecta a algunas de las ventajas de los dispositivos de SiC. Algunos de los dispositivos de SiC fabricados inicialmente no pueden igualar el rendimiento de los dispositivos de Si o CaAs correspondientes.
Para transformar mejor las ventajas de las características del material de SiC en ventajas de los dispositivos de SiC, actualmente estamos estudiando cómo optimizar el proceso de fabricación y la estructura del dispositivo o desarrollar nuevas estructuras y nuevos procesos para mejorar la función y el rendimiento de los dispositivos de SiC.
Hora de publicación: 23 de agosto de 2022