Os dispositivos semicondutores son o núcleo dos equipos de máquinas industriais modernos, amplamente utilizados en ordenadores, electrónica de consumo, comunicacións de rede, electrónica automotriz e outras áreas do núcleo. A industria dos semicondutores está composta principalmente por catro compoñentes básicos: circuítos integrados, dispositivos optoelectrónicos, dispositivos discretos e sensores, que representan máis do 80% dos circuítos integrados, polo que a miúdo son equivalentes entre semicondutores e circuítos integrados.
Os circuítos integrados, segundo a categoría do produto, divídense principalmente en catro categorías: microprocesadores, memoria, dispositivos lóxicos e pezas de simulación. Non obstante, coa continua expansión do campo de aplicación dos dispositivos semicondutores, moitas ocasións especiais requiren que os semicondutores sexan capaces de adherirse ao uso de altas temperaturas, forte radiación, alta potencia e outros ambientes, sen danar. A primeira e a segunda xeración de materiais semicondutores non teñen potencia, polo que xurdiu a terceira xeración de materiais semicondutores.
Na actualidade, os materiais semicondutores de banda ancha representados porcarburo de silicio(SiC), o nitruro de galio (GaN), o óxido de zinc (ZnO), o diamante e o nitruro de aluminio (AlN) ocupan o mercado dominante con maiores vantaxes, denominados colectivamente materiais semicondutores de terceira xeración. A terceira xeración de materiais semicondutores cun ancho de banda prohibida máis amplo, maior é o campo eléctrico de ruptura, a condutividade térmica, a taxa de saturación electrónica e a maior capacidade de resistencia á radiación, o que fai que sexa máis axeitado para fabricar dispositivos de alta temperatura, alta frecuencia, resistencia á radiación e alta potencia, xeralmente coñecidos como materiais semicondutores de ancho de banda prohibida (o ancho de banda prohibido é superior a 2,2 eV), tamén chamados materiais semicondutores de alta temperatura. Segundo a investigación actual sobre materiais e dispositivos semicondutores de terceira xeración, os materiais semicondutores de carburo de silicio e nitruro de galio son máis maduros e...tecnoloxía de carburo de silicioé o máis maduro, mentres que a investigación sobre óxido de zinc, diamante, nitruro de aluminio e outros materiais aínda está na fase inicial.
Materiais e as súas propiedades:
carburo de silicioO material úsase amplamente en rodamentos de bólas cerámicos, válvulas, materiais semicondutores, xiros, instrumentos de medición, aeroespacial e outros campos, converteuse nun material irremplazable en moitos campos industriais.
O SiC é un tipo de superrede natural e un politipo homoxéneo típico. Existen máis de 200 familias politípicas homotípicas (coñecidas na actualidade) debido á diferenza na secuencia de empaquetamento entre as capas diatómicas de Si e C, o que dá lugar a diferentes estruturas cristalinas. Polo tanto, o SiC é moi axeitado para a nova xeración de materiais de substrato de díodos emisores de luz (LED) e materiais electrónicos de alta potencia.
| característica | |
| propiedade física | Alta dureza (3000 kg/mm), pode cortar rubí |
| Alta resistencia ao desgaste, só superada polo diamante | |
| A condutividade térmica é 3 veces maior que a do Si e 8~10 veces maior que a do GaAs. | |
| A estabilidade térmica do SiC é alta e é imposible que se funda á presión atmosférica | |
| Un bo rendemento de disipación da calor é moi importante para os dispositivos de alta potencia | |
|
propiedade química | Resistencia á corrosión moi forte, resistente a case calquera axente corrosivo coñecido a temperatura ambiente |
| A superficie de SiC oxídase facilmente para formar SiO2, unha capa fina que pode evitar a súa posterior oxidación. Por riba dos 1700 ℃, a película de óxido fúndese e oxídase rapidamente | |
| A banda prohibida do 4H-SIC e do 6H-SIC é aproximadamente 3 veces maior que a do Si e 2 veces maior que a do GaAs: A intensidade do campo eléctrico de ruptura é unha orde de magnitude maior que a do Si, e a velocidade de deriva dos electróns está saturada Dúas veces e media o Si. A banda prohibida do 4H-SIC é máis ampla que a do 6H-SIC. |
Data de publicación: 01-08-2022