Als nieuw type halfgeleidermateriaal is SiC het belangrijkste halfgeleidermateriaal geworden voor de productie van opto-elektronische componenten met korte golflengte, componenten met hoge temperaturen, stralingsbestendige componenten en elektronische componenten met hoog vermogen/hoog vermogen, dankzij de uitstekende fysische, chemische en elektrische eigenschappen. Vooral bij toepassing onder extreme en zware omstandigheden overtreffen de eigenschappen van SiC-componenten die van Si- en GaAs-componenten ruimschoots. Daarom zijn SiC-componenten en diverse soorten sensoren geleidelijk aan een van de belangrijkste componenten geworden en spelen ze een steeds belangrijkere rol.
SiC-componenten en -circuits hebben zich sinds de jaren 80 snel ontwikkeld, vooral sinds 1989, toen de eerste SiC-substraatwafer op de markt kwam. In sommige sectoren, zoals lichtgevende diodes (LED's), hoogfrequente, hoogvermogen- en hoogspanningscomponenten, worden SiC-componenten op grote schaal commercieel gebruikt. De ontwikkeling verloopt snel. Na bijna 10 jaar ontwikkeling is het SiC-proces in staat gebleken commerciële componenten te produceren. Een aantal bedrijven, vertegenwoordigd door Cree, is begonnen met het aanbieden van commerciële SiC-componenten. Binnenlandse onderzoeksinstituten en universiteiten hebben ook bevredigende resultaten geboekt op het gebied van de ontwikkeling van SiC-materialen en de productietechnologie van componenten. Hoewel SiC zeer superieure fysische en chemische eigenschappen heeft en de SiC-technologie ook volwassen is, zijn de prestaties van SiC-componenten en -circuits niet superieur. Bovendien moeten het SiC-materiaal en het componentproces voortdurend worden verbeterd. Er moet meer aandacht worden besteed aan het benutten van SiC-materialen door de S5C-componentstructuur te optimaliseren of een nieuwe componentstructuur voor te stellen.
Momenteel richt het onderzoek naar SiC-componenten zich voornamelijk op discrete componenten. Voor elk type componentstructuur bestaat het eerste onderzoek uit het simpelweg transplanteren van de corresponderende Si- of GaAs-componentstructuur naar SiC, zonder de componentstructuur te optimaliseren. Omdat de intrinsieke oxidelaag van SiC hetzelfde is als die van Si, namelijk SiO2, betekent dit dat de meeste Si-componenten, met name m-pa-componenten, op SiC kunnen worden geproduceerd. Hoewel het slechts een eenvoudige transplantatie betreft, hebben sommige van de verkregen componenten bevredigende resultaten opgeleverd en zijn sommige componenten al op de fabrieksmarkt verschenen.
Opto-elektronische SiC-componenten, met name blauwe lichtgevende diodes (BLU-ray leds), kwamen begin jaren negentig op de markt en waren de eerste in massa geproduceerde SiC-componenten. Hoogspannings-SiC Schottky-diodes, SiC RF-vermogenstransistoren, SiC MOSFET's en mesFET's zijn ook commercieel verkrijgbaar. Uiteraard zijn de prestaties van al deze SiC-producten nog lang niet zo goed als die van SiC-materialen, en de betere functionaliteit en prestaties van SiC-componenten moeten nog verder worden onderzocht en ontwikkeld. Zulke eenvoudige transplantaties kunnen de voordelen van SiC-materialen vaak niet volledig benutten. Zelfs op het gebied van bepaalde voordelen van SiC-componenten. Sommige van de oorspronkelijk geproduceerde SiC-componenten kunnen de prestaties van de overeenkomstige Si- of CaAs-componenten niet evenaren.
Om de voordelen van de materiaaleigenschappen van SiC beter te kunnen omzetten in de voordelen van SiC-apparaten, onderzoeken we momenteel hoe we het productieproces en de apparaatstructuur kunnen optimaliseren of hoe we nieuwe structuren en processen kunnen ontwikkelen om de functie en prestaties van SiC-apparaten te verbeteren.
Geplaatst op: 23-08-2022