Prima generatio materiarum semiconductorum a silicio (Si) et germanio (Ge) traditis repraesentatur, quae fundamentum fabricationis circuituum integratorum constituunt. Late in transistoribus detectoribusque humilis tensionis, humilis frequentiae, et humilis potentiae adhibentur. Plus quam 90% productorum semiconductorum ex materiis silicii fundatis fiunt;
Materiae semiconductrices secundae generationis gallium arsenidum (GaAs), indii phosphidum (InP) et gallium phosphidum (GaP) repraesentant. Comparatae cum machinis siliciis fundatis, proprietates optoelectronicas altae frequentiae et celeritatis habent et late in campis optoelectronicae et microelectronicae adhibentur.
Tertia generatio materiarum semiconductorum a materiis emergentibus ut carburo silicii (SiC), nitrido gallii (GaN), oxido zinci (ZnO), adamas (C), et nitrido aluminii (AlN) repraesentatur.
Carburum siliciiMateria fundamentalis magni momenti est ad progressionem industriae semiconductorum tertiae generationis. Instrumenta potentiae e carburo silicii facta, propter excellentem resistentiam altae tensionis, resistentiam altae temperaturae, iacturam humilem, aliasque proprietates, efficaciter requisitis systematum electronicorum potentiae satisfaciunt.
Ob proprietates physicas excellentes: magnum intervallum zonae electricae (qui campo electrico disruptivo et densitati potentiae respondet), conductivitatem electricam magnam, et conductivitatem thermalem magnam, expectatur ut materia fundamentalis latissime adhibita sit ad fabricandas laminas semiconductorias in futuro. Praesertim in campis vehiculorum novae energiae, generationis potentiae photovoltaicae, transitus ferriviarii, retium intelligentium, et aliorum, commoda manifesta habet.
Processus productionis SiC in tres gradus principales dividitur: incrementum monocrystalli SiC, incrementum strati epitaxialis, et fabricatio instrumentorum, quae quattuor nexibus principalibus catenae industrialis respondent:substratum, epitaxia, machinae et moduli.
Methodus vulgaris substratorum fabricandorum primum sublimationem vaporis physici adhibet ad pulverem sublimendum in vacuo altae temperaturae, et crystallos carburi silicii in superficie crystalli seminis crescendos per moderationem campi temperaturae. Adhibita lamella carburi silicii ut substrato, depositio vaporis chemici adhibetur ad stratum crystalli singularis deponendum in lamella ad lamellam epitaxialem formandam. Inter haec, crescendo stratum epitaxialem carburi silicii in substrato carburi silicii conductivo in machinas potentiae transformari potest, quae praecipue in vehiculis electricis, photovoltaicis, aliisque campis adhibentur; crescendo stratum epitaxialem nitridi gallii in semi-insulatore...substratum carburi siliciipossunt ulterius in instrumenta frequentiae radiophonicae converti, in communicationibus 5G aliisque campis adhibita.
In praesenti, substrata carburi silicii maximas impedimenta technicas in catena industriae carburi silicii habent, et substrata carburi silicii difficillima ad producendum sunt.
Angustia productionis SiC nondum plene soluta est, et qualitas columnarum crystallinarum materiae rudis instabilis est, et problema proventus existit, quod ad sumptum magnum instrumentorum SiC ducit. Tantum tres dies mediocris requiritur ut materia siliconis in virgam crystallinam crescat, sed hebdomadam requirit pro virga crystallina silicii carburi. Virga crystallina silicii communis 200 cm longa crescere potest, sed virga crystallina silicii carburi tantum 2 cm longa crescere potest. Praeterea, SiC ipsum materia dura et fragilis est, et crustae ex eo factae, cum sectione mechanica traditionali crustarum crustarum adhibentur, ad margines deformandos pronae sunt, quod proventum et firmitatem producti afficit. Substrata SiC a crustulis silicii traditis valde differunt, et omnia, ab apparatu, processibus, processu ad sectionem, ad tractandum silicium carburum elaboranda sunt.
Catena industriae carburi silicii in quattuor nexus principales dividitur: substratum, epitaxiam, machinas et applicationes. Materiae substrati fundamentum catenae industriae sunt, materiae epitaxiales clavis fabricationis machinarum, machinae nucleum catenae industriae, et applicationes vis impulsiva progressionis industrialis. Industria principalis materias primas ad materias substrati per sublimationem vaporis physici aliasque methodos fabricandas adhibet, deinde methodos depositionis vaporis chemici aliasque methodos ad materias epitaxiales crescendas adhibet. Industria media principalis materias superiores ad machinas frequentiae radiophonicae, machinas potentiae, aliasque machinas fabricandas utitur, quae tandem in communicationibus 5G inferioribus, vehiculis electricis, transitu ferriviario, etc. adhibentur. Inter eas, substratum et epitaxiam 60% sumptus catenae industriae constituunt et valorem principalem catenae industriae constituunt.
Substratum SiC: Crystalli SiC plerumque methodo Lely fabricantur. Producta internationalia vulgaria a 4 unciis ad 6 uncias transeunt, et substrata conductiva 8 unciarum evoluta sunt. Substrata domestica plerumque 4 uncias habent. Cum lineae productionis lamellarum silicii 6 unciarum existentes ad fabricanda instrumenta SiC emendari et transformari possint, magna pars mercatus substratorum SiC 6 unciarum diu servabitur.
Processus substrati carburi silicii fabricandi complexus et difficilis est. Substratum carburi silicii est materia composita semiconductrix monocrystallina ex duobus elementis constans: carbone et silicio. Hodie, industria praecipue pulverem carbonis altae puritatis et pulverem silicii altae puritatis ut materias primas ad pulverem carburi silicii synthetizandum adhibet. Sub campo temperaturae speciali, methodus transmissionis vaporis physici maturi (methodus PVT) adhibita est ad carburum silicii variarum magnitudinum in furno accretionis crystalli crescendum. Lingotum crystallinum denique tractatur, secatur, teritur, politur, purgatur, aliisque processibus multiplicibus ad substratum carburi silicii producendum.
Tempus publicationis: XXII Maii, MMXXIV