Erdieroale gailuak industria-makina modernoen ekipamenduen muina dira, ordenagailuetan, kontsumo-elektronikan, sareko komunikazioetan, automobilgintzako elektronikan eta beste arlo batzuetan oso erabiliak. Erdieroaleen industria lau osagai nagusiz osatuta dago batez ere: zirkuitu integratuak, gailu optoelektronikoak, gailu diskretuak eta sentsoreak, zirkuitu integratu guztien % 80 baino gehiago hartzen dutenak, eta, beraz, askotan erdieroaleak eta zirkuitu integratuen baliokideak dira.
Zirkuitu integratuak, produktu kategoriaren arabera, lau kategoriatan banatzen dira batez ere: mikroprozesadorea, memoria, logika gailuak, simulagailu piezak. Hala ere, erdieroale gailuen aplikazio eremua etengabe hedatzen ari den heinean, hainbat egoera berezitan erdieroaleek tenperatura altua, erradiazio handia, potentzia handia eta beste ingurune batzuk jasateko gai izatea eskatzen da, kalterik gabe. Lehen eta bigarren belaunaldiko erdieroale materialek potentziarik gabeak dira, beraz, hirugarren belaunaldiko erdieroale materialek sortu ziren.
Gaur egun, banda-tarte zabaleko erdieroale materialak hauek dira:silizio karburoa(SiC), galio nitruroa (GaN), zink oxidoa (ZnO), diamantea, aluminio nitruroa (AlN) dira merkatu nagusia abantaila handiagoekin, eta hirugarren belaunaldiko erdieroale materialak deitzen zaie. Hirugarren belaunaldiko erdieroale materialek banda-tarte zabalagoa dute, eta orduan eta handiagoa da matxura-eremu elektrikoa, eroankortasun termikoa, saturazio elektronikoaren tasa eta erradiazioarekiko erresistentzia handiagoa. Egokiagoak dira tenperatura altuko, maiztasun altuko, erradiazioarekiko erresistentzia eta potentzia handiko gailuak egiteko. Banda-tarte zabaleko erdieroale materialak bezala ezagutzen dira normalean (debekatutako banda-zabalera 2,2 eV baino handiagoa bada), tenperatura altuko erdieroale materialak ere deitzen dira. Hirugarren belaunaldiko erdieroale material eta gailuei buruzko egungo ikerketetatik abiatuta, silizio karburoa eta galio nitruro erdieroale materialak helduagoak dira, eta...silizio karburoaren teknologiada helduena, zink oxidoari, diamanteari, aluminio nitruroari eta beste material batzuei buruzko ikerketa oraindik hasierako fasean dagoen bitartean.
Materialak eta haien propietateak:
Silizio karburoaMaterial hau oso erabilia da zeramikazko errodamenduetan, balbuletan, erdieroale materialetan, giroskopioetan, neurketa tresnetan, aeroespazialean eta beste arlo batzuetan, eta ordezkaezina den material bihurtu da industria arlo askotan.
SiC supersare natural mota bat da eta politipo homogeneo tipikoa. 200 familia politipo homotipiko baino gehiago (gaur egun ezagutzen direnak) daude, Si eta C geruza diatomikoen arteko paketatze-sekuentzian dauden desberdintasunengatik, eta horrek kristal-egitura desberdinak sortzen ditu. Beraz, SiC oso egokia da diodo argi-igorle (LED) substratu-material belaunaldi berrirako, potentzia handiko material elektronikoetarako.
| ezaugarri | |
| jabetza fisikoa | Gogortasun handia (3000 kg/mm), errubia moztu dezake |
| Higadura-erresistentzia handia, diamantearen atzetik bigarrena | |
| Eroankortasun termikoa Si-rena baino 3 aldiz handiagoa da eta GaAs-rena baino 8~10 aldiz handiagoa. | |
| SiC-ren egonkortasun termikoa handia da eta ezinezkoa da presio atmosferikoan urtzea. | |
| Beroa xahutzeko errendimendu ona oso garrantzitsua da potentzia handiko gailuetarako | |
|
propietate kimikoa | Korrosioarekiko erresistentzia oso handia, giro-tenperaturan ezagutzen diren ia edozein korrosibo-agenteren aurrean erresistentea |
| SiC gainazala erraz oxidatzen da SiO sortzeko, geruza mehe batek oxidazio gehiago eragotzi dezake. 1700 ℃-tik gora, oxido-filma urtu eta azkar oxidatzen da | |
| 4H-SIC eta 6H-SIC-en banda-tartea Si-rena baino 3 aldiz handiagoa da gutxi gorabehera, eta GaAs-ena baino 2 aldiz handiagoa: Matxura-eremu elektrikoaren intentsitatea Si baino magnitude-ordena bat handiagoa da, eta elektroien desplazamendu-abiadura saturatua da. Si baino bi eta erdi aldiz handiagoa. 4H-SIC-en banda-tartea 6H-SIC-ena baino zabalagoa da. |
Argitaratze data: 2022ko abuztuak 1