Хагас дамжуулагч төхөөрөмж нь орчин үеийн үйлдвэрлэлийн машин тоног төхөөрөмжийн гол цөм бөгөөд компьютер, хэрэглээний электроник, сүлжээний харилцаа холбоо, автомашины электроник болон бусад салбарт өргөн хэрэглэгддэг бөгөөд хагас дамжуулагч үйлдвэрлэл нь голчлон интеграл хэлхээ, оптоэлектрон төхөөрөмж, дискрет төхөөрөмж, мэдрэгч гэсэн дөрвөн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгээс бүрддэг бөгөөд энэ нь интеграл хэлхээний 80 гаруй хувийг эзэлдэг тул ихэвчлэн хагас дамжуулагч болон интеграл хэлхээтэй тэнцүү байдаг.
Бүтээгдэхүүний ангиллын дагуу интеграл хэлхээг голчлон микропроцессор, санах ой, логик төхөөрөмж, симуляторын эд анги гэсэн дөрвөн ангилалд хуваадаг. Гэсэн хэдий ч хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн хэрэглээний талбар тасралтгүй өргөжиж байгаатай холбогдуулан олон онцгой тохиолдлууд нь өндөр температур, хүчтэй цацраг, өндөр хүчдэл гэх мэт орчны хэрэглээнд нийцсэн, гэмтээхгүй, хагас дамжуулагч материалын эхний болон хоёр дахь үе нь хүчгүй тул гурав дахь үеийн хагас дамжуулагч материал гарч ирсэн.
Одоогийн байдлаар өргөн зурвасын завсартай хагас дамжуулагч материалыг төлөөлж байнацахиурын карбид(SiC), галлийн нитрид (GaN), цайрын исэл (ZnO), алмаз, хөнгөн цагаан нитрид (AlN) нь зах зээл дээр илүү давуу талтайгаар давамгайлсан бөгөөд эдгээрийг гурав дахь үеийн хагас дамжуулагч материал гэж нэрлэдэг. Гурав дахь үеийн хагас дамжуулагч материалууд нь зурвасын зай өргөн, задаргааны цахилгаан орон, дулаан дамжуулалт, электрон ханасан хурд, цацрагийг эсэргүүцэх чадвар өндөр, өндөр температур, өндөр давтамж, цацрагт тэсвэртэй, өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмж хийхэд илүү тохиромжтой бөгөөд ихэвчлэн өргөн зурвасын зайтай хагас дамжуулагч материал (хориотой зурвасын өргөн нь 2.2 эВ-ээс их) гэж нэрлэдэг бөгөөд үүнийг өндөр температурт хагас дамжуулагч материал гэж нэрлэдэг. Гурав дахь үеийн хагас дамжуулагч материал, төхөөрөмжийн талаарх одоогийн судалгаанаас харахад цахиурын карбид болон галлийн нитрид хагас дамжуулагч материалууд нь илүү боловсорсон бөгөөдцахиурын карбидын технологинь хамгийн боловсорсон судалгаа бөгөөд цайрын исэл, алмаз, хөнгөн цагаан нитрид болон бусад материалын судалгаа эхний шатандаа явж байна.
Материал ба тэдгээрийн шинж чанарууд:
Цахиурын карбидЭнэ материалыг керамик бөмбөлөг холхивч, хавхлага, хагас дамжуулагч материал, гирос, хэмжих хэрэгсэл, сансар судлал болон бусад салбарт өргөн ашигладаг бөгөөд олон үйлдвэрлэлийн салбарт орлуулшгүй материал болжээ.
SiC нь байгалийн супер торлогийн нэг төрөл бөгөөд ердийн нэгэн төрлийн политип юм. Si ба C диатомын давхаргын хоорондох савлах дарааллын зөрүүгээс шалтгаалан 200 гаруй (одоогоор мэдэгдэж байгаа) гомотип политипийн гэр бүл байдаг бөгөөд энэ нь өөр өөр талст бүтэцтэй болоход хүргэдэг. Тиймээс SiC нь гэрэл ялгаруулах диод (LED) суурь материалын шинэ үеийн өндөр хүчин чадалтай электрон материалд маш тохиромжтой.
| онцлог шинж чанар | |
| физик шинж чанар | Өндөр хатуулагтай (3000кг/мм), бадмаараг зүсэж болно |
| Өндөр элэгдэлд тэсвэртэй, алмаазны дараа хоёрдугаарт ордог | |
| Дулаан дамжуулалт нь Si-ээс 3 дахин, GaAs-аас 8-10 дахин их байдаг. | |
| SiC-ийн дулааны тогтвортой байдал өндөр бөгөөд атмосферийн даралтанд хайлах боломжгүй юм. | |
| Өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмжүүдийн хувьд сайн дулаан ялгаруулах гүйцэтгэл маш чухал юм | |
|
химийн шинж чанар | Өрөөний температурт бараг бүх мэдэгдэж буй зэврэлтэнд тэсвэртэй, маш хүчтэй зэврэлтэнд тэсвэртэй |
| SiC гадаргуу нь амархан исэлдэж, SiO үүсгэдэг бөгөөд нимгэн давхарга үүсгэдэг бөгөөд энэ нь түүний цаашдын исэлдэлтээс сэргийлж чаддаг. 1700°C-ээс дээш температурт исэлдсэн хальс хайлж, хурдан исэлддэг | |
| 4H-SIC болон 6H-SIC-ийн зурвасын зай нь Si-ээс 3 дахин, GaAs-аас 2 дахин их байна: Эвдрэлийн цахилгаан талбайн эрчим нь Si-ээс хэд дахин өндөр бөгөөд электроны шилжилтийн хурд нь ханасан байна. Si-ээс хоёр хагас дахин их. 4H-SIC-ийн зурвасын зай нь 6H-SIC-ээс илүү өргөн. |
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 8-р сарын 1