Le dispositif semi-conducteur est le cœur de l'équipement des machines industrielles modernes, largement utilisé dans les ordinateurs, l'électronique grand public, les communications réseau, l'électronique automobile et d'autres domaines du noyau, l'industrie des semi-conducteurs est principalement composée de quatre composants de base : les circuits intégrés, les dispositifs optoélectroniques, les dispositifs discrets, les capteurs, qui représentent plus de 80 % des circuits intégrés, donc souvent et les semi-conducteurs et les circuits intégrés équivalents.
Les circuits intégrés sont principalement divisés en quatre catégories : microprocesseurs, mémoires, composants logiques et composants de simulation. Cependant, avec l'expansion continue du champ d'application des semi-conducteurs, de nombreuses applications spécifiques exigent que les semi-conducteurs résistent aux températures élevées, aux rayonnements intenses, aux fortes puissances et à d'autres environnements, sans être endommagés. Les matériaux semi-conducteurs de première et deuxième générations étant inefficaces, la troisième génération a vu le jour.
À l’heure actuelle, les matériaux semi-conducteurs à large bande interdite représentés parcarbure de siliciumLe SiC, le nitrure de gallium (GaN), l'oxyde de zinc (ZnO), le diamant et le nitrure d'aluminium (AlN) dominent le marché avec des avantages majeurs. Ces matériaux semi-conducteurs sont collectivement appelés matériaux semi-conducteurs de troisième génération. Leur largeur de bande interdite est plus large, leur champ électrique de claquage, leur conductivité thermique, leur taux de saturation électronique et leur résistance aux radiations sont plus élevés. Ils sont donc plus adaptés à la fabrication de dispositifs haute température, haute fréquence, résistants aux radiations et de forte puissance. Ces matériaux sont généralement appelés matériaux semi-conducteurs à large bande interdite (la largeur de bande interdite est supérieure à 2,2 eV), également appelés matériaux semi-conducteurs haute température. D'après les recherches actuelles sur les matériaux et dispositifs semi-conducteurs de troisième génération, les matériaux semi-conducteurs en carbure de silicium et en nitrure de gallium sont plus matures.technologie du carbure de siliciumest le plus mature, tandis que la recherche sur l'oxyde de zinc, le diamant, le nitrure d'aluminium et d'autres matériaux en est encore au stade initial.
Matériaux et leurs propriétés :
carbure de siliciumLe matériau est largement utilisé dans les roulements à billes en céramique, les vannes, les matériaux semi-conducteurs, les gyroscopes, les instruments de mesure, l'aérospatiale et d'autres domaines, est devenu un matériau irremplaçable dans de nombreux domaines industriels.
Le SiC est un super-réseau naturel et un polytype homogène typique. Il existe plus de 200 familles polytypiques homotypiques (actuellement connues) en raison de la différence de séquence d'empilement entre les couches diatomiques de Si et de C, ce qui conduit à des structures cristallines différentes. Par conséquent, le SiC est particulièrement adapté à la nouvelle génération de substrats pour diodes électroluminescentes (DEL) et de matériaux électroniques de haute puissance.
| caractéristiques | |
| propriété physique | Dureté élevée (3000 kg/mm), peut couper le rubis |
| Haute résistance à l'usure, deuxième après le diamant | |
| La conductivité thermique est 3 fois supérieure à celle du Si et 8 à 10 fois supérieure à celle du GaAs. | |
| La stabilité thermique du SiC est élevée et il est impossible de le faire fondre à pression atmosphérique | |
| Une bonne performance de dissipation thermique est très importante pour les appareils haute puissance | |
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propriété chimique | Très forte résistance à la corrosion, résistant à presque tous les agents corrosifs connus à température ambiante |
| La surface du SiC s'oxyde facilement pour former une couche mince de SiO, peut empêcher son oxydation ultérieure, en Au-dessus de 1700℃, le film d'oxyde fond et s'oxyde rapidement | |
| La bande interdite du 4H-SIC et du 6H-SIC est environ 3 fois celle du Si et 2 fois celle du GaAs : L'intensité du champ électrique de claquage est d'un ordre de grandeur supérieur à celle du Si, et la vitesse de dérive des électrons est saturée. Deux fois et demie plus grande que le Si. La bande interdite du 4H-SIC est plus large que celle du 6H-SIC. |
Date de publication : 1er août 2022