A félvezető eszköz a modern ipari gépek központi eleme, amelyet széles körben használnak számítógépekben, szórakoztató elektronikában, hálózati kommunikációban, autóipari elektronikában és a mag más területein. A félvezetőipar négy alapvető összetevőből áll: integrált áramkörökből, optoelektronikai eszközökből, diszkrét eszközökből és érzékelőkből, amelyek az integrált áramkörök több mint 80%-át teszik ki, így gyakran félvezetőként és integrált áramkörként is funkcionálnak.
Az integrált áramköröket a termékkategória szerint főként négy kategóriába sorolják: mikroprocesszor, memória, logikai eszköz és szimulátor alkatrész. A félvezető eszközök alkalmazási területének folyamatos bővülésével azonban számos különleges alkalomra van szükség, amikor a félvezetőknek képesnek kell lenniük ellenállni a magas hőmérsékletnek, az erős sugárzásnak, a nagy teljesítményű és egyéb környezeteknek, és nem szabad károsodniuk. Az első és második generációs félvezető anyagok erőtlenek voltak, így jött létre a harmadik generációs félvezető anyagok.
Jelenleg a széles sávú félvezető anyagokat a következők képviselik:szilícium-karbidA (SiC), a gallium-nitrid (GaN), a cink-oxid (ZnO), a gyémánt és az alumínium-nitrid (AlN) domináns piacot foglalnak el nagyobb előnyökkel, amelyeket együttesen harmadik generációs félvezető anyagoknak neveznek. A harmadik generációs félvezető anyagok szélesebb sávszélességgel rendelkeznek, annál nagyobb az átütési elektromos mező, a hővezető képesség, az elektronikus telítési sebesség és a nagyobb sugárzásállóság, ezért alkalmasabbak magas hőmérsékletű, nagyfrekvenciás, sugárzásálló és nagy teljesítményű eszközök gyártására. Ezeket általában széles sávszélességű félvezető anyagoknak (tiltott sávszélesség nagyobb, mint 2,2 eV) nevezik, más néven magas hőmérsékletű félvezető anyagoknak. A harmadik generációs félvezető anyagokkal és eszközökkel kapcsolatos jelenlegi kutatások alapján a szilícium-karbid és a gallium-nitrid félvezető anyagok érettebbek, és...szilícium-karbid technológiaa legfejlettebb, míg a cink-oxiddal, gyémánttal, alumínium-nitriddel és más anyagokkal kapcsolatos kutatások még kezdeti szakaszban vannak.
Anyagok és tulajdonságaik:
Szilícium-karbidAz anyagot széles körben használják kerámia golyóscsapágyakban, szelepekben, félvezető anyagokban, giroszkópokban, mérőműszerekben, repülőgépiparban és más területeken, és számos ipari területen pótolhatatlan anyaggá vált.
A SiC egyfajta természetes szuperrács és egy tipikus homogén politípia. Több mint 200 (jelenleg ismert) homotípusos politípiacsalád létezik a Si és C kétatomos rétegek közötti eltérő csomagolási sorrend miatt, ami eltérő kristályszerkezetekhez vezet. Ezért a SiC nagyon alkalmas az új generációs fénykibocsátó dióda (LED) szubsztrátanyagokhoz, nagy teljesítményű elektronikai anyagokhoz.
| jellegzetes | |
| fizikai tulajdon | Nagy keménység (3000 kg/mm), rubint vághat vele |
| Magas kopásállóság, csak a gyémánt után | |
| A hővezető képessége háromszor nagyobb, mint a Si-é, és 8-10-szer nagyobb, mint a GaAs-é. | |
| A SiC termikus stabilitása magas, és légköri nyomáson lehetetlen megolvadni. | |
| A jó hőelvezetési teljesítmény nagyon fontos a nagy teljesítményű eszközöknél | |
|
kémiai tulajdonság | Nagyon erős korrózióállóság, szobahőmérsékleten szinte minden ismert korrozív anyaggal szemben ellenálló |
| A SiC felülete könnyen oxidálódik, vékony SiO₂ réteget képezve, ami megakadályozza a további oxidációját. 1700 ℃ felett az oxidfilm gyorsan megolvad és oxidálódik. | |
| A 4H-SIC és a 6H-SIC tiltott sávjának szélessége körülbelül háromszorosa a Si-nak és kétszerese a GaAs-nak: A lebomlási elektromos térerősség nagyságrenddel nagyobb, mint a Si-nál, és az elektron sodródási sebessége telített. Két és félszerese a Si-nek. A 4H-SIC tiltott sávja szélesebb, mint a 6H-SIC-é. |
Közzététel ideje: 2022. augusztus 1.