Perangkat semikonduktor merupakan inti dari peralatan mesin industri modern, banyak digunakan dalam komputer, elektronik konsumen, komunikasi jaringan, elektronik otomotif, dan bidang inti lainnya. Industri semikonduktor terutama terdiri dari empat komponen dasar: sirkuit terpadu, perangkat optoelektronik, perangkat diskrit, dan sensor, yang mencakup lebih dari 80% sirkuit terpadu, sehingga semikonduktor dan sirkuit terpadu sering disamakan.
Sirkuit terpadu, menurut kategori produknya, terutama dibagi menjadi empat kategori: mikroprosesor, memori, perangkat logika, dan komponen simulator. Namun, dengan terus meluasnya bidang aplikasi perangkat semikonduktor, banyak kebutuhan khusus mengharuskan semikonduktor untuk dapat bertahan dalam kondisi suhu tinggi, radiasi kuat, daya tinggi, dan lingkungan lainnya tanpa mengalami kerusakan. Material semikonduktor generasi pertama dan kedua tidak mampu memenuhi kebutuhan ini, sehingga muncullah material semikonduktor generasi ketiga.
Saat ini, material semikonduktor celah pita lebar diwakili olehsilikon karbidaSilikon karbida (SiC), galium nitrida (GaN), seng oksida (ZnO), intan, dan aluminium nitrida (AlN) mendominasi pasar dengan keunggulan yang lebih besar, secara kolektif disebut sebagai material semikonduktor generasi ketiga. Material semikonduktor generasi ketiga memiliki lebar celah pita yang lebih besar, medan listrik tembus yang lebih tinggi, konduktivitas termal, tingkat saturasi elektronik, dan kemampuan yang lebih tinggi untuk menahan radiasi, sehingga lebih cocok untuk pembuatan perangkat suhu tinggi, frekuensi tinggi, tahan radiasi, dan daya tinggi, biasanya dikenal sebagai material semikonduktor celah pita lebar (lebar pita terlarang lebih besar dari 2,2 eV), juga disebut material semikonduktor suhu tinggi. Dari penelitian terkini tentang material dan perangkat semikonduktor generasi ketiga, material semikonduktor silikon karbida dan galium nitrida lebih matang, danteknologi silikon karbidamerupakan yang paling matang, sedangkan penelitian tentang seng oksida, intan, aluminium nitrida, dan material lainnya masih dalam tahap awal.
Bahan dan Sifat-Sifatnya:
Silikon karbidaMaterial ini banyak digunakan dalam bantalan bola keramik, katup, material semikonduktor, giroskop, instrumen pengukuran, kedirgantaraan, dan bidang lainnya, serta telah menjadi material yang tak tergantikan di banyak bidang industri.
SiC adalah sejenis superlatis alami dan polimorf homogen yang khas. Terdapat lebih dari 200 (yang saat ini diketahui) keluarga polimorf homotipe karena perbedaan urutan pengemasan antara lapisan diatomik Si dan C, yang menyebabkan struktur kristal yang berbeda. Oleh karena itu, SiC sangat cocok untuk material substrat dioda pemancar cahaya (LED) generasi baru, dan material elektronik daya tinggi.
| ciri | |
| sifat fisik | Kekerasan tinggi (3000kg/mm), dapat memotong batu rubi |
| Ketahanan aus yang tinggi, hanya kalah dari berlian. | |
| Konduktivitas termalnya 3 kali lebih tinggi daripada Si dan 8~10 kali lebih tinggi daripada GaAs. | |
| Stabilitas termal SiC tinggi dan tidak mungkin meleleh pada tekanan atmosfer. | |
| Performa pembuangan panas yang baik sangat penting untuk perangkat berdaya tinggi. | |
|
sifat kimia | Ketahanan korosi yang sangat kuat, tahan terhadap hampir semua zat korosif yang dikenal pada suhu ruangan. |
| Permukaan SiC mudah teroksidasi membentuk lapisan tipis SiO, yang dapat mencegah oksidasi lebih lanjut. Di atas suhu 1700℃, lapisan oksida meleleh dan teroksidasi dengan cepat. | |
| Celah pita (bandgap) 4H-SIC dan 6H-SIC sekitar 3 kali lipat dari Si dan 2 kali lipat dari GaAs: Intensitas medan listrik tembusan satu tingkat lebih tinggi daripada Si, dan kecepatan hanyut elektron jenuh. Dua setengah kali lipat Si. Celah pita 4H-SIC lebih lebar daripada celah pita 6H-SIC. |
Waktu posting: 01-Agustus-2022