탄화규소 소재 및 그 특징

반도체 소자는 현대 산업 기계 장비의 핵심 부품으로, 컴퓨터, 가전제품, 네트워크 통신, 자동차 전자 장치 등 다양한 분야에서 핵심적으로 사용됩니다. 반도체 산업은 주로 집적 회로, 광전자 소자, 개별 소자, 센서의 네 가지 기본 구성 요소로 이루어져 있으며, 이 중 집적 회로가 80% 이상을 차지하기 때문에 반도체와 집적 회로는 종종 동의어로 사용됩니다.

집적 회로는 제품 범주에 따라 마이크로프로세서, 메모리, 논리 소자, 시뮬레이터 부품의 네 가지 주요 범주로 나뉩니다. 그러나 반도체 소자의 응용 분야가 지속적으로 확장됨에 따라, 고온, 강방사선, 고출력 등의 환경에서도 손상 없이 사용할 수 있는 반도체 소재가 요구되는 특수한 경우가 많아지고 있습니다. 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 1세대 및 2세대 반도체 소재는 한계를 보였기에 3세대 반도체 소재가 등장하게 되었습니다.

현재, 광대역 밴드갭 반도체 소재는 다음과 같은 것들로 대표됩니다.탄화규소탄화규소(SiC), 질화갈륨(GaN), 산화아연(ZnO), 다이아몬드, 질화알루미늄(AlN)은 뛰어난 장점을 바탕으로 시장을 주도하고 있으며, 이들을 통칭하여 3세대 반도체 소재라고 합니다. 3세대 반도체 소재는 밴드갭이 넓어 항복전위, 열전도율, 전자 포화율, 방사선 저항성이 높아 고온, 고주파, 방사선 저항성, 고출력 소자 제작에 더욱 적합하며, 일반적으로 광대역 반도체 소재(금지대역폭이 2.2eV 이상) 또는 고온 반도체 소재로 알려져 있습니다. 현재 3세대 반도체 소재 및 소자에 대한 연구는 탄화규소와 질화갈륨 반도체 소재가 가장 성숙한 단계에 있습니다.탄화규소 기술아연은 가장 성숙한 분야이며, 산화아연, 다이아몬드, 질화알루미늄 및 기타 재료에 대한 연구는 아직 초기 단계에 있습니다.

재료 및 그 특성:

탄화규소이 소재는 세라믹 볼 베어링, 밸브, 반도체 재료, 자이로스코프, 측정 기기, 항공 우주 및 기타 분야에 널리 사용되며, 많은 산업 분야에서 대체 불가능한 소재가 되었습니다.

SiC는 일종의 천연 초격자 구조이며 대표적인 동종 다형체입니다. Si와 C 이원자층의 패킹 순서 차이로 인해 다양한 결정 구조가 생성되므로 현재까지 200종 이상의 동종 다형체 패밀리가 존재합니다. 따라서 SiC는 차세대 발광 다이오드(LED) 기판 재료 및 고출력 전자 재료에 매우 적합합니다.