Új típusú félvezető anyagként a SiC a legfontosabb félvezető anyaggá vált rövid hullámhosszú optoelektronikai eszközök, magas hőmérsékletű eszközök, sugárzásálló eszközök és nagy teljesítményű/nagy teljesítményű elektronikus eszközök gyártásában, kiváló fizikai és kémiai tulajdonságainak, valamint elektromos tulajdonságainak köszönhetően. Különösen extrém és zord körülmények között alkalmazva a SiC eszközök tulajdonságai messze meghaladják a Si és GaAs eszközök tulajdonságait. Ezért a SiC eszközök és a különféle érzékelők fokozatosan az egyik kulcsfontosságú eszközzé váltak, egyre fontosabb szerepet játszva.
A SiC eszközök és áramkörök az 1980-as évek óta gyorsan fejlődtek, különösen 1989 óta, amikor az első SiC szubsztrát ostya megjelent a piacon. Egyes területeken, például a fénykibocsátó diódákban, a nagyfrekvenciás nagy teljesítményű és nagyfeszültségű eszközökben, a SiC eszközöket széles körben alkalmazzák kereskedelmi forgalomban. A fejlődés gyors. Közel 10 évnyi fejlesztés után a SiC eszközgyártási eljárás lehetővé tette a kereskedelmi forgalomban kapható eszközök gyártását. Számos, a Cree által képviselt vállalat kezdett el kereskedelmi forgalomban kapható SiC eszközöket kínálni. A hazai kutatóintézetek és egyetemek is örvendetes eredményeket értek el a SiC anyagnövekedés és az eszközgyártási technológia terén. Bár a SiC anyag nagyon kiváló fizikai és kémiai tulajdonságokkal rendelkezik, és a SiC eszközgyártási technológiája is kiforrott, a SiC eszközök és áramkörök teljesítménye nem kiemelkedő. Emellett a SiC anyagot és az eszközgyártási eljárást folyamatosan fejleszteni kell. Több erőfeszítést kell fordítani arra, hogyan lehet kihasználni a SiC anyagok előnyeit az S5C eszközszerkezet optimalizálásával vagy új eszközszerkezet javaslatával.
Jelenleg a SiC-eszközök kutatása főként a diszkrét eszközökre összpontosít. Minden eszközstruktúra-típus esetében a kezdeti kutatás célja a megfelelő Si vagy GaAs eszközstruktúra egyszerű átültetése SiC-ra az eszközstruktúra optimalizálása nélkül. Mivel a SiC belső oxidrétege megegyezik a Si-vel, ami SiO2, ez azt jelenti, hogy a legtöbb Si-eszköz, különösen az m-pa-eszközök, gyárthatók SiC-on. Bár ez csak egy egyszerű átültetés, a kapott eszközök némelyike kielégítő eredményeket ért el, és néhány eszköz már bekerült a gyári piacra.
A SiC optoelektronikai eszközök, különösen a kék fénykibocsátó diódák (BLU-ray LED-ek), az 1990-es évek elején jelentek meg a piacon, és ezek voltak az első tömeggyártású SiC eszközök. Nagyfeszültségű SiC Schottky diódák, SiC RF teljesítménytranzisztorok, SiC MOSFET-ek és mesFET-ek is kaphatók kereskedelmi forgalomban. Természetesen ezeknek a SiC termékeknek a teljesítménye messze elmarad a SiC anyagok kiváló tulajdonságaitól, és a SiC eszközök jobb funkcióinak és teljesítményének feltárása még kutatásra és fejlesztésre szorul. Az ilyen egyszerű megoldások gyakran nem tudják teljes mértékben kihasználni a SiC anyagok előnyeit, még a SiC eszközök egyes előnyeinek területén sem. Néhány kezdetben gyártott SiC eszköz nem felel meg a megfelelő Si vagy CaAs eszközök teljesítményének.
Annak érdekében, hogy a SiC anyagjellemzők előnyeit jobban átültethessük a SiC eszközök előnyeibe, jelenleg azt vizsgáljuk, hogyan optimalizálható az eszközgyártási folyamat és az eszközszerkezet, illetve hogyan fejleszthetők ki új struktúrák és új eljárások a SiC eszközök funkciójának és teljesítményének javítása érdekében.
Közzététel ideje: 2022. augusztus 23.