Puslaidininkinis įtaisas yra šiuolaikinės pramonės mašinų įrangos pagrindas, plačiai naudojamas kompiuteriuose, plataus vartojimo elektronikoje, tinklo komunikacijose, automobilių elektronikoje ir kitose pagrindinėse srityse. Puslaidininkių pramonę daugiausia sudaro keturi pagrindiniai komponentai: integriniai grandynai, optoelektroniniai įtaisai, diskretiniai įtaisai ir jutikliai, kurie sudaro daugiau nei 80 % integrinių grandynų, todėl dažnai naudojami puslaidininkiniai ir integriniai grandynai.
Integriniai grandynai pagal produkto kategoriją daugiausia skirstomi į keturias kategorijas: mikroprocesorius, atmintį, loginius įrenginius ir simuliatorių dalis. Tačiau nuolat plečiantis puslaidininkinių įtaisų taikymo sričiai, daugeliu ypatingų atvejų puslaidininkiai turi atlaikyti aukštą temperatūrą, stiprią spinduliuotę, didelę galią ir kitas aplinkas, nepažeisti. Pirmos ir antros kartos puslaidininkinės medžiagos yra bejėgės, todėl atsirado trečios kartos puslaidininkinės medžiagos.
Šiuo metu plačiajuostės tarpinės puslaidininkinės medžiagos, kurias reprezentuojasilicio karbidas(SiC), galio nitridas (GaN), cinko oksidas (ZnO), deimantas, aliuminio nitridas (AlN) užima dominuojančią rinką su didesniais pranašumais, bendrai vadinamos trečios kartos puslaidininkinėmis medžiagomis. Trečiosios kartos puslaidininkinės medžiagos, pasižyminčios platesniu draudžiamosios juostos pločiu, turi didesnį pramušimo elektrinį lauką, šilumos laidumą, elektronų įsotinimo greitį ir didesnį atsparumą spinduliuotei, labiau tinka aukštos temperatūros, aukšto dažnio, atsparumo spinduliuotei ir didelės galios įtaisams gaminti, paprastai vadinamos plačios draudžiamosios juostos puslaidininkinėmis medžiagomis (draudžiamosios juostos plotis didesnis nei 2,2 eV), dar vadinamomis aukštos temperatūros puslaidininkinėmis medžiagomis. Remiantis dabartiniais trečios kartos puslaidininkinių medžiagų ir įtaisų tyrimais, silicio karbido ir galio nitrido puslaidininkinės medžiagos yra brandesnės ir...silicio karbido technologijayra labiausiai subrendęs, o cinko oksido, deimantų, aliuminio nitrido ir kitų medžiagų tyrimai vis dar yra pradinėje stadijoje.
Medžiagos ir jų savybės:
Silicio karbidasMedžiaga plačiai naudojama keraminiuose rutuliniuose guoliuose, vožtuvuose, puslaidininkinėse medžiagose, giroskopuose, matavimo prietaisuose, aviacijos ir kosmoso bei kitose srityse, tapo nepakeičiama medžiaga daugelyje pramonės sričių.
SiC yra natūralios supergardelės rūšis ir tipiškas homogeninis politipas. Yra daugiau nei 200 (šiuo metu žinomų) homotipinių politipų šeimų dėl skirtingos Si ir C diatominių sluoksnių pakavimo sekos, kuri lemia skirtingas kristalines struktūras. Todėl SiC labai tinka naujos kartos šviesos diodų (LED) substrato medžiagoms, didelės galios elektroninėms medžiagoms.
| charakteristika | |
| fizinis turtas | Didelis kietumas (3000 kg/mm), gali pjauti rubiną |
| Didelis atsparumas dilimui, antras po deimanto | |
| Šilumos laidumas yra 3 kartus didesnis nei Si ir 8–10 kartų didesnis nei GaAs. | |
| SiC terminis stabilumas yra didelis ir neįmanoma ištirpti atmosferos slėgyje. | |
| Geras šilumos išsklaidymo našumas yra labai svarbus didelės galios įrenginiams | |
|
cheminė savybė | Labai stiprus atsparumas korozijai, atsparus beveik bet kokiai žinomai koroziją sukeliančiai medžiagai kambario temperatūroje |
| SiC paviršius lengvai oksiduojasi ir sudaro ploną SiO₂ sluoksnį, kuris gali užkirsti kelią tolesnei oksidacijai. Virš 1700 ℃ oksido plėvelė greitai išsilydo ir oksiduojasi | |
| 4H-SIC ir 6H-SIC draudžiamasis tarpas yra maždaug 3 kartus didesnis nei Si ir 2 kartus didesnis nei GaAs: Sugedusio elektrinio lauko intensyvumas yra eilės tvarka didesnis nei Si, o elektronų dreifo greitis yra prisotintas. Dvi su puse karto didesnis nei Si. 4H-SIC draudžiamasis tarpas yra platesnis nei 6H-SIC. |
Įrašo laikas: 2022-08-01