Шинэ төрлийн хагас дамжуулагч материал болох SiC нь маш сайн физик, химийн шинж чанар, цахилгаан шинж чанараараа богино долгионы урттай оптоэлектроник төхөөрөмж, өндөр температурын төхөөрөмж, цацрагийн эсэргүүцэлтэй төхөөрөмж, өндөр хүчин чадалтай/өндөр хүчин чадалтай электрон төхөөрөмж үйлдвэрлэхэд хамгийн чухал хагас дамжуулагч материал болсон. Ялангуяа хэт хүнд, хатуу ширүүн нөхцөлд хэрэглэхэд SiC төхөөрөмжийн шинж чанар нь Si төхөөрөмж болон GaAs төхөөрөмжийн шинж чанараас хамаагүй давсан байдаг. Тиймээс SiC төхөөрөмж болон төрөл бүрийн мэдрэгч нь аажмаар гол төхөөрөмжүүдийн нэг болж, улам бүр чухал үүрэг гүйцэтгэж байна.
SiC төхөөрөмж болон хэлхээ нь 1980-аад оноос хойш, ялангуяа 1989 онд анхны SiC суурьтай вафер зах зээлд гарснаас хойш хурдацтай хөгжиж ирсэн. Гэрэл ялгаруулах диод, өндөр давтамжийн өндөр хүчин чадалтай болон өндөр хүчдэлийн төхөөрөмж зэрэг зарим салбарт SiC төхөөрөмжийг арилжааны зорилгоор өргөн ашиглаж ирсэн. Хөгжил хурдацтай явагдаж байна. Бараг 10 жилийн хөгжлийн дараа SiC төхөөрөмжийн процесс нь арилжааны төхөөрөмж үйлдвэрлэх боломжтой болсон. Cree-ийн төлөөлсөн хэд хэдэн компани SiC төхөөрөмжийн арилжааны бүтээгдэхүүнийг санал болгож эхэлсэн. Дотоодын судалгааны хүрээлэнгүүд болон их дээд сургуулиуд SiC материалын өсөлт болон төхөөрөмж үйлдвэрлэх технологийн чиглэлээр сэтгэл ханамжтай амжилтад хүрсэн. SiC материал нь маш сайн физик, химийн шинж чанартай бөгөөд SiC төхөөрөмжийн технологи нь мөн боловсорсон боловч SiC төхөөрөмж болон хэлхээний гүйцэтгэл нь тийм ч сайн биш юм. Үүнээс гадна SiC материал болон төхөөрөмжийн процессыг байнга сайжруулах шаардлагатай байна. S5C төхөөрөмжийн бүтцийг оновчтой болгох эсвэл төхөөрөмжийн шинэ бүтцийг санал болгох замаар SiC материалын давуу талыг хэрхэн ашиглах талаар илүү их хүчин чармайлт гаргах хэрэгтэй.
Одоогийн байдлаар SiC төхөөрөмжүүдийн судалгаа нь голчлон салангид төхөөрөмжүүд дээр төвлөрч байна. Төхөөрөмжийн бүтцийн төрөл бүрийн хувьд анхны судалгаа нь төхөөрөмжийн бүтцийг оновчтой болгохгүйгээр харгалзах Si эсвэл GaAs төхөөрөмжийн бүтцийг SiC руу шилжүүлэх явдал юм. SiC-ийн дотоод исэл давхарга нь SiO2-той ижил тул ихэнх Si төхөөрөмжүүд, ялангуяа m-pa төхөөрөмжүүдийг SiC дээр үйлдвэрлэх боломжтой гэсэн үг юм. Энэ нь зөвхөн энгийн шилжүүлэн суулгах ажиллагаа боловч зарим төхөөрөмжүүд хангалттай үр дүнд хүрсэн бөгөөд зарим төхөөрөмжүүд аль хэдийн үйлдвэрийн зах зээлд гарсан байна.
SiC оптоэлектрон төхөөрөмжүүд, ялангуяа цэнхэр гэрэл ялгаруулах диодууд (BLU-ray led) нь 1990-ээд оны эхээр зах зээлд гарч ирсэн бөгөөд анхны олноор үйлдвэрлэсэн SiC төхөөрөмжүүд юм. Өндөр хүчдэлийн SiC Шоттки диод, SiC RF цахилгаан транзистор, SiC MOSFET болон mesFET-үүд мөн худалдаанд гардаг. Мэдээжийн хэрэг, эдгээр бүх SiC бүтээгдэхүүний гүйцэтгэл нь SiC материалын супер шинж чанаруудаас хол байгаа бөгөөд SiC төхөөрөмжүүдийн илүү хүчтэй функц, гүйцэтгэлийг судлах, хөгжүүлэх шаардлагатай хэвээр байна. Ийм энгийн шилжүүлэн суулгах нь SiC материалын давуу талыг бүрэн ашиглаж чадахгүй. SiC төхөөрөмжийн зарим давуу талуудын хувьд ч гэсэн. Анх үйлдвэрлэсэн зарим SiC төхөөрөмжүүд нь харгалзах Si эсвэл CaAs төхөөрөмжүүдийн гүйцэтгэлтэй тэнцэхгүй байж болно.
SiC материалын шинж чанарын давуу талыг SiC төхөөрөмжийн давуу тал болгон илүү сайн хувиргахын тулд бид одоогоор төхөөрөмжийн үйлдвэрлэлийн процесс болон төхөөрөмжийн бүтцийг хэрхэн оновчтой болгох, эсвэл SiC төхөөрөмжийн үйл ажиллагаа, гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд шинэ бүтэц, шинэ процессуудыг хэрхэн хөгжүүлэх талаар судалж байна.
Нийтэлсэн цаг: 2022 оны 8-р сарын 23