Poluvodički uređaj je jezgra moderne industrijske strojne opreme, široko se koristi u računalima, potrošačkoj elektronici, mrežnim komunikacijama, automobilskoj elektronici i drugim područjima jezgre. Poluvodička industrija se uglavnom sastoji od četiri osnovne komponente: integriranih krugova, optoelektroničkih uređaja, diskretnih uređaja i senzora, što čini više od 80% integriranih krugova, pa se često i ekvivalentno koristi u poluvodičkim i integriranim krugovima.
Integrirani krugovi, prema kategoriji proizvoda, uglavnom se dijele u četiri kategorije: mikroprocesor, memorija, logički sklopovi i dijelovi simulatora. Međutim, s kontinuiranim širenjem područja primjene poluvodičkih sklopova, mnoge posebne prigode zahtijevaju da poluvodiči budu otporni na visoke temperature, jako zračenje, veliku snagu i druga okruženja, te da ne oštećuju poluvodičke materijale prve i druge generacije. Tako je nastala treća generacija poluvodičkih materijala.
Trenutno, poluvodički materijali sa širokim energetskim razmakom predstavljeni susilicijev karbid(SiC), galijev nitrid (GaN), cinkov oksid (ZnO), dijamant i aluminijev nitrid (AlN) zauzimaju dominantno tržište s većim prednostima, zajednički nazvani poluvodičkim materijalima treće generacije. Treća generacija poluvodičkih materijala s većom širinom zabranjenog pojasa, većim probojnim električnim poljem, toplinskom vodljivošću, brzinom elektronskog zasićenja i većom otpornošću na zračenje, pogodnija je za izradu visokotemperaturnih, visokofrekventnih, otpornih na zračenje i uređaja velike snage, obično poznatih kao poluvodički materijali sa širokim zabranjenim pojasom (zabranjena širina pojasa veća od 2,2 eV), koji se nazivaju i visokotemperaturni poluvodički materijali. Iz trenutnih istraživanja poluvodičkih materijala i uređaja treće generacije, poluvodički materijali od silicijevog karbida i galijevog nitrida su zreliji itehnologija silicij-karbidaje najzreliji, dok je istraživanje cinkovog oksida, dijamanta, aluminijevog nitrida i drugih materijala još uvijek u početnoj fazi.
Materijali i njihova svojstva:
Silicijev karbidMaterijal se široko koristi u keramičkim kugličnim ležajevima, ventilima, poluvodičkim materijalima, žiroskopima, mjernim instrumentima, zrakoplovstvu i drugim područjima, te je postao nezamjenjiv materijal u mnogim industrijskim područjima.
SiC je vrsta prirodne superrešetke i tipičan homogeni politip. Postoji više od 200 (trenutno poznatih) homotipskih politipskih porodica zbog razlike u redoslijedu pakiranja između dvoatomskih slojeva Si i C, što dovodi do različitih kristalnih struktura. Stoga je SiC vrlo prikladan za novu generaciju materijala za podloge svjetlećih dioda (LED), elektroničkih materijala velike snage.
| karakteristika | |
| fizičko vlasništvo | Visoka tvrdoća (3000 kg/mm), može rezati rubin |
| Visoka otpornost na habanje, druga odmah iza dijamanta | |
| Toplinska vodljivost je 3 puta veća od one kod Si i 8~10 puta veća od one kod GaAs. | |
| Termička stabilnost SiC-a je visoka i nemoguće ga je topiti pri atmosferskom tlaku. | |
| Dobra disipacija topline vrlo je važna za uređaje velike snage | |
|
kemijsko svojstvo | Vrlo jaka otpornost na koroziju, otporna na gotovo sva poznata korozivna sredstva na sobnoj temperaturi |
| Površina SiC lako oksidira i formira SiO2, što može spriječiti njegovu daljnju oksidaciju. Iznad 1700℃, oksidni film se topi i brzo oksidira | |
| Razmak između pojaseva 4H-SIC i 6H-SIC je oko 3 puta veći od Si i 2 puta veći od GaAs: Intenzitet probojnog električnog polja je za red veličine veći od Si, a brzina drifta elektrona je zasićena Dva i pol puta veći od Si. Zabranjeni pojas 4H-SIC-a je širi od onog 6H-SIC-a. |
Vrijeme objave: 01.08.2022.