دستگاه نیمههادی هسته تجهیزات ماشینآلات صنعتی مدرن است که به طور گسترده در رایانهها، لوازم الکترونیکی مصرفی، ارتباطات شبکه، الکترونیک خودرو و سایر زمینههای اصلی مورد استفاده قرار میگیرد. صنعت نیمههادی عمدتاً از چهار جزء اساسی تشکیل شده است: مدارهای مجتمع، دستگاههای اپتوالکترونیکی، دستگاههای گسسته و حسگر که بیش از 80٪ مدارهای مجتمع را تشکیل میدهند، بنابراین اغلب معادل نیمههادی و مدار مجتمع هستند.
مدار مجتمع، بر اساس دستهبندی محصول، عمدتاً به چهار دسته تقسیم میشود: ریزپردازنده، حافظه، دستگاههای منطقی، قطعات شبیهساز. با این حال، با گسترش مداوم حوزه کاربرد دستگاههای نیمههادی، بسیاری از موارد خاص نیاز به نیمههادیهایی دارند که بتوانند در دمای بالا، تابش قوی، توان بالا و سایر محیطها مقاوم باشند و آسیب نبینند. نسل اول و دوم مواد نیمههادی بیاثر بودند، بنابراین نسل سوم مواد نیمههادی به وجود آمد.
در حال حاضر، مواد نیمههادی با شکاف باند پهن که توسط ... نشان داده میشوندکاربید سیلیکون(SiC)، نیترید گالیوم (GaN)، اکسید روی (ZnO)، الماس، نیترید آلومینیوم (AlN) با مزایای بیشتر، بازار غالب را اشغال کردهاند که در مجموع به عنوان مواد نیمههادی نسل سوم شناخته میشوند. نسل سوم مواد نیمههادی با پهنای شکاف نواری وسیعتر، میدان الکتریکی شکست بالاتر، رسانایی حرارتی، نرخ اشباع الکترونیکی و توانایی بالاتر در مقاومت در برابر تابش، برای ساخت دستگاههای دما بالا، فرکانس بالا، مقاومت در برابر تابش و توان بالا مناسبتر هستند و معمولاً به عنوان مواد نیمههادی با شکاف نواری وسیع (پهنای باند ممنوعه بیشتر از 2.2 eV است) شناخته میشوند که به آنها مواد نیمههادی دما بالا نیز گفته میشود. از تحقیقات فعلی در مورد مواد و دستگاههای نیمههادی نسل سوم، مواد نیمههادی کاربید سیلیکون و نیترید گالیوم بالغتر هستند وفناوری کاربید سیلیکونبالغترین [ماده] است، در حالی که تحقیقات روی اکسید روی، الماس، نیترید آلومینیوم و سایر مواد هنوز در مراحل اولیه است.
مواد و خواص آنها：
کاربید سیلیکوناین ماده به طور گسترده در بلبرینگهای سرامیکی، شیرآلات، مواد نیمههادی، ژیروسکوپها، ابزارهای اندازهگیری، هوافضا و سایر زمینهها مورد استفاده قرار میگیرد و در بسیاری از زمینههای صنعتی به یک ماده غیرقابل جایگزین تبدیل شده است.
SiC نوعی ابرشبکه طبیعی و یک پلیتایپ همگن معمولی است. به دلیل تفاوت در توالی بستهبندی بین لایههای دو اتمی Si و C که منجر به ساختارهای کریستالی مختلف میشود، بیش از ۲۰۰ خانواده پلیتایپ هموتیپی (که در حال حاضر شناخته شدهاند) وجود دارد. بنابراین، SiC برای نسل جدید مواد زیرلایه دیود ساطعکننده نور (LED) و مواد الکترونیکی پرقدرت بسیار مناسب است.
| مشخصه | |
| خاصیت فیزیکی | سختی بالا (3000 کیلوگرم بر میلی متر)، می تواند یاقوت را برش دهد |
| مقاومت سایشی بالا، دومین مقاومت پس از الماس | |
| رسانایی حرارتی آن ۳ برابر بیشتر از Si و ۸ تا ۱۰ برابر بیشتر از GaAs است. | |
| پایداری حرارتی SiC بالا است و ذوب شدن آن در فشار اتمسفر غیرممکن است. | |
| عملکرد خوب در دفع حرارت برای دستگاههای پرمصرف بسیار مهم است | |
|
خاصیت شیمیایی | مقاومت بسیار قوی در برابر خوردگی، مقاوم در برابر تقریباً هر عامل خورنده شناخته شده در دمای اتاق |
| سطح SiC به راحتی اکسید میشود و SiO2 تشکیل میدهد، یک لایه نازک که میتواند از اکسیداسیون بیشتر آن جلوگیری کند، در بالاتر از ۱۷۰۰ درجه سانتیگراد، لایه اکسید به سرعت ذوب و اکسید میشود. | |
| شکاف نواری 4H-SIC و 6H-SIC حدود 3 برابر Si و 2 برابر GaAs است: شدت میدان الکتریکی شکست، مرتبهای از بزرگی بیشتر از Si است و سرعت رانش الکترون اشباع شده است. دو و نیم برابر Si. شکاف نواری 4H-SIC پهنتر از 6H-SIC است. |
زمان ارسال: ۱ آگوست ۲۰۲۲