Սիլիկոնային կարբիդային նյութ և դրա առանձնահատկությունները

Կիսահաղորդչային սարքը ժամանակակից արդյունաբերական մեքենայական սարքավորումների միջուկն է, որը լայնորեն կիրառվում է համակարգիչներում, սպառողական էլեկտրոնիկայում, ցանցային կապի, ավտոմոբիլային էլեկտրոնիկայի և այլ ոլորտներում։ Կիսահաղորդչային արդյունաբերությունը հիմնականում բաղկացած է չորս հիմնական բաղադրիչներից՝ ինտեգրալ սխեմաներ, օպտոէլեկտրոնային սարքեր, դիսկրետ սարքեր, սենսորներ, որոնք կազմում են ինտեգրալ սխեմաների ավելի քան 80%-ը, ուստի հաճախ կիսահաղորդչային և ինտեգրալ սխեմաների համարժեքները։

Ինտեգրալ սխեմաները, ըստ արտադրանքի կատեգորիայի, հիմնականում բաժանվում են չորս կատեգորիայի՝ միկրոպրոցեսոր, հիշողություն, տրամաբանական սարքեր, սիմուլյատորի մասեր։ Սակայն, կիսահաղորդչային սարքերի կիրառման դաշտի շարունակական ընդլայնման հետ մեկտեղ, շատ հատուկ առիթներ պահանջում են, որ կիսահաղորդիչները կարողանան դիմակայել բարձր ջերմաստիճանի, ուժեղ ճառագայթման, բարձր հզորության և այլ միջավայրերի օգտագործմանը՝ չվնասվելով։ Առաջին և երկրորդ սերնդի կիսահաղորդչային նյութերը անզոր են, ուստի ի հայտ եկավ կիսահաղորդչային նյութերի երրորդ սերունդը։

Ներկայումս լայն գոտիական բացվածքով կիսահաղորդչային նյութերը ներկայացված ենսիլիցիումի կարբիդ(SiC), գալիումի նիտրիդը (GaN), ցինկի օքսիդը (ZnO), ադամանդը, ալյումինի նիտրիդը (AlN) զբաղեցնում են գերիշխող դիրք շուկայում՝ ունենալով ավելի մեծ առավելություններ, որոնք միասին կոչվում են երրորդ սերնդի կիսահաղորդչային նյութեր: Երրորդ սերնդի կիսահաղորդչային նյութերը, որոնք ունեն ավելի լայն գոտիային բացվածքի լայնություն, որքան բարձր է էլեկտրական դաշտի քայքայումը, ջերմային հաղորդունակությունը, էլեկտրոնային հագեցվածության արագությունը և ճառագայթմանը դիմադրելու ավելի բարձր ունակությունը, ավելի հարմար են բարձր ջերմաստիճանի, բարձր հաճախականության, ճառագայթման դիմադրության և բարձր հզորության սարքեր պատրաստելու համար, որոնք սովորաբար հայտնի են որպես լայն գոտիային բացվածքով կիսահաղորդչային նյութեր (արգելված գոտու լայնությունը մեծ է 2.2 eV-ից), նաև կոչվում են բարձր ջերմաստիճանային կիսահաղորդչային նյութեր: Երրորդ սերնդի կիսահաղորդչային նյութերի և սարքերի վերաբերյալ ներկայիս հետազոտություններից պարզվել է, որ սիլիցիումի կարբիդը և գալիումի նիտրիդային կիսահաղորդչային նյութերն ավելի հասուն են, ևսիլիցիումի կարբիդային տեխնոլոգիաամենահզորն է, մինչդեռ ցինկի օքսիդի, ադամանդի, ալյումինի նիտրիդի և այլ նյութերի հետազոտությունները դեռևս սկզբնական փուլում են։

Նյութերը և դրանց հատկությունները.

Սիլիցիումի կարբիդՆյութը լայնորեն կիրառվում է կերամիկական գնդիկավոր կրողներում, փականներում, կիսահաղորդչային նյութերում, գիրոսկոպներում, չափիչ գործիքներում, ավիատիեզերական և այլ ոլորտներում, դարձել է անփոխարինելի նյութ բազմաթիվ արդյունաբերական ոլորտներում։

SiC-ը բնական գերցանցի տեսակ է և տիպիկ միատարր պոլիտիպ։ Կան ավելի քան 200 (ներկայումս հայտնի) հոմոտիպային պոլիտիպային ընտանիքներ՝ Si և C երկատոմային շերտերի փաթեթավորման հաջորդականության տարբերության պատճառով, ինչը հանգեցնում է տարբեր բյուրեղային կառուցվածքների։ Հետևաբար, SiC-ը շատ հարմար է լույս արձակող դիոդների (LED) նոր սերնդի հիմքային նյութերի, բարձր հզորության էլեկտրոնային նյութերի համար։