Uut tüüpi pooljuhtmaterjalina on ränikarbiidist (SiC) saanud kõige olulisem pooljuhtmaterjal lühilainepikkustega optoelektroonikaseadmete, kõrgtemperatuuriliste seadmete, kiirguskindlate seadmete ja suure võimsusega/suure võimsusega elektroonikaseadmete tootmisel tänu oma suurepärastele füüsikalistele ja keemilistele omadustele ning elektrilistele omadustele. Eriti äärmuslikes ja karmides tingimustes ületavad ränikarbiidist (SiC) seadmete omadused oluliselt räni- ja GaAs-seadmete omadusi. Seetõttu on ränikarbiidist (SiC) seadmed ja mitmesugused andurid järk-järgult muutunud üheks võtmeseadmeks, mängides üha olulisemat rolli.
SiC-seadmed ja -lülitused on alates 1980. aastatest kiiresti arenenud, eriti alates 1989. aastast, mil turule tuli esimene SiC-substraadist vahvel. Mõnes valdkonnas, näiteks valgusdioodide, kõrgsageduslike suure võimsuse ja kõrgepinge seadmete tootmisel, on SiC-seadmeid laialdaselt kasutatud kaubanduslikult. Areng on kiire. Pärast ligi 10-aastast arendustööd on SiC-seadmete protsess võimaldanud toota kaubanduslikke seadmeid. Mitmed Cree esindatud ettevõtted on hakanud pakkuma SiC-seadmete kaubanduslikke tooteid. Ka kodumaised uurimisinstituudid ja ülikoolid on teinud rõõmustavaid edusamme SiC-materjali kasvu ja seadmete tootmistehnoloogia valdkonnas. Kuigi SiC-materjalil on väga head füüsikalised ja keemilised omadused ning SiC-seadmete tehnoloogia on samuti küps, ei ole SiC-seadmete ja -lülituste jõudlus parem. Lisaks tuleb SiC-materjali ja seadmeprotsessi pidevalt täiustada. Rohkem tuleks pingutada, et SiC-materjale ära kasutada, optimeerides S5C-seadmete struktuuri või pakkudes välja uusi seadmestruktuure.
Praegu keskendutakse ränikarbiidikarbonaadist (SiC) seadmete uurimisel peamiselt diskreetsetele seadmetele. Iga seadme struktuuri tüübi puhul on esialgne uurimistöö lihtsalt vastava Si või GaAs seadme struktuuri siirdamine ränikarbiidile (SiC) ilma seadme struktuuri optimeerimata. Kuna ränikarbiidi (SiC) sisemine oksiidikiht on sama mis ränil, st SiO2, tähendab see, et enamikku ränikarbiidist seadmeid, eriti m-pa seadmeid, saab toota ränikarbiidil. Kuigi see on vaid lihtne siirdamine, on mõned saadud seadmed saavutanud rahuldavaid tulemusi ja mõned seadmed on juba tehaseturule jõudnud.
SiC optoelektroonilised seadmed, eriti sinised valgusdioodid (BLU-ray LED-id), tulid turule 1990. aastate alguses ja olid esimesed masstoodanguna toodetud SiC-seadmed. Kaubanduslikult on saadaval ka kõrgepinge SiC Schottky dioodid, SiC raadiosageduslikud võimsustransistorid, SiC MOSFET-id ja mesFET-id. Loomulikult on kõigi nende SiC-toodete jõudlus SiC-materjalide superomadustest kaugel ning SiC-seadmete paremaid funktsioone ja jõudlust tuleb veel uurida ja arendada. Sellised lihtsad seadmed ei suuda sageli SiC-materjalide eeliseid täielikult ära kasutada. Isegi SiC-seadmete mõnede eeliste osas ei suuda mõned algselt toodetud SiC-seadmed saavutada vastavate Si- või CaAs-seadmete jõudlust.
Selleks, et SiC-materjali omaduste eeliseid paremini SiC-seadmete eelisteks muuta, uurime praegu, kuidas optimeerida seadmete tootmisprotsessi ja struktuuri või arendada uusi struktuure ja protsesse SiC-seadmete funktsiooni ja jõudluse parandamiseks.
Postituse aeg: 23. august 2022