Halvlederenheter er kjernen i moderne industrimaskiner og utstyr, og er mye brukt i datamaskiner, forbrukerelektronikk, nettverkskommunikasjon, bilelektronikk og andre kjerneområder. Halvlederindustrien består hovedsakelig av fire grunnleggende komponenter: integrerte kretser, optoelektroniske enheter, diskrete enheter og sensorer. Mer enn 80 % av integrerte kretser er ofte tilsvarende halvledere og integrerte kretser.
Integrerte kretser er hovedsakelig delt inn i fire kategorier etter produktkategori: mikroprosessor, minne, logikkkomponenter og simulatordeler. Men med den kontinuerlige utvidelsen av bruksområdet til halvlederkomponenter, krever mange spesielle anledninger at halvledere kan tåle bruk av høy temperatur, sterk stråling, høy effekt og andre miljøer uten å skade dem. Første og andre generasjons halvledermaterialer er strømløse, så tredje generasjons halvledermaterialer oppsto.
For tiden er halvledermaterialene med bredt båndgap representert avsilisiumkarbid(SiC), galliumnitrid (GaN), sinkoksid (ZnO), diamant og aluminiumnitrid (AlN) dominerer markedet med større fordeler, samlet referert til som tredje generasjons halvledermaterialer. Tredje generasjons halvledermaterialer har et bredere båndgap, høyere elektrisk felt, varmeledningsevne, elektronmetningshastighet og høyere evne til å motstå stråling. De er mer egnet for produksjon av høytemperatur-, høyfrekvente, strålingsbestandige og høyeffektsenheter. De er vanligvis kjent som halvledermaterialer med bredt båndgap (forbudt båndbredde er større enn 2,2 eV), også kalt høytemperatur halvledermaterialer. Fra den nåværende forskningen på tredje generasjons halvledermaterialer og enheter, er silisiumkarbid og galliumnitrid mer modne, ogsilisiumkarbidteknologier den mest modne, mens forskningen på sinkoksid, diamant, aluminiumnitrid og andre materialer fortsatt er i den innledende fasen.
Materialer og deres egenskaper:
SilisiumkarbidMaterialet er mye brukt i keramiske kulelager, ventiler, halvledermaterialer, gyroer, måleinstrumenter, luftfart og andre felt, og har blitt et uerstattelig materiale i mange industrifelt.
SiC er et slags naturlig supergitter og en typisk homogen polytype. Det finnes mer enn 200 (for tiden kjente) homotypiske polytypiske familier på grunn av forskjellen i pakkesekvensen mellom de diatomiske lagene av Si og C, noe som fører til forskjellige krystallstrukturer. Derfor er SiC svært godt egnet for den nye generasjonen av substratmaterialer for lysdioder (LED), høyeffektselektroniske materialer.
| karakteristisk | |
| fysisk eiendom | Høy hardhet (3000 kg/mm), kan skjære rubin |
| Høy slitestyrke, nest etter diamant | |
| Varmeledningsevnen er 3 ganger høyere enn Si og 8~10 ganger høyere enn GaAs. | |
| Den termiske stabiliteten til SiC er høy, og det er umulig å smelte ved atmosfærisk trykk. | |
| God varmespredning er svært viktig for enheter med høy effekt | |
|
kjemisk egenskap | Svært sterk korrosjonsbestandighet, motstandsdyktig mot nesten alle kjente korrosive stoffer ved romtemperatur |
| SiC-overflaten oksiderer lett for å danne SiO2, et tynt lag som kan forhindre videre oksidasjon. Over 1700 ℃ smelter oksidfilmen og oksiderer raskt | |
| Båndgapet til 4H-SIC og 6H-SIC er omtrent 3 ganger så stort som for Si og 2 ganger så stort som for GaAs: Det elektriske feltintensiteten ved gjennombrudd er en størrelsesorden høyere enn Si, og elektrondriftshastigheten er mettet To og en halv ganger Si. Båndgapet til 4H-SIC er større enn til 6H-SIC |
Publisert: 1. august 2022