Som en ny type halvledermateriale har SiC blitt det viktigste halvledermaterialet for produksjon av kortbølgede optoelektroniske enheter, høytemperaturenheter, strålingsmotstandsenheter og høyeffekts-/høyeffektselektroniske enheter på grunn av sine utmerkede fysiske og kjemiske egenskaper og elektriske egenskaper. Spesielt når de brukes under ekstreme og tøffe forhold, overgår egenskapene til SiC-enheter langt egenskapene til Si-enheter og GaAs-enheter. Derfor har SiC-enheter og ulike typer sensorer gradvis blitt en av nøkkelenhetene, og spiller en stadig viktigere rolle.
SiC-enheter og -kretser har utviklet seg raskt siden 1980-tallet, spesielt siden 1989 da den første SiC-substratwaferen kom på markedet. Innen noen felt, som lysdioder, høyfrekvente høyeffekts- og høyspenningsenheter, har SiC-enheter blitt mye brukt kommersielt. Utviklingen går raskt. Etter nesten 10 år med utvikling har SiC-enhetsprosessen vært i stand til å produsere kommersielle enheter. En rekke selskaper representert av Cree har begynt å tilby kommersielle produkter av SiC-enheter. Innenlandske forskningsinstitutter og universiteter har også gjort gledelige resultater innen SiC-materialvekst og enhetsproduksjonsteknologi. Selv om SiC-materialet har svært overlegne fysiske og kjemiske egenskaper, og SiC-enhetsteknologien også er moden, er ytelsen til SiC-enheter og -kretser ikke overlegen. I tillegg til at SiC-materialet og enhetsprosessen må kontinuerlig forbedres. Det bør legges mer arbeid i hvordan man kan dra nytte av SiC-materialer ved å optimalisere S5C-enhetsstrukturen eller foreslå ny enhetsstruktur.
For tiden fokuserer forskningen på SiC-enheter hovedsakelig på diskrete enheter. For hver type enhetsstruktur er den første forskningen ganske enkelt å transplantere den tilsvarende Si- eller GaAs-enhetsstrukturen til SiC uten å optimalisere enhetsstrukturen. Siden det iboende oksidlaget i SiC er det samme som Si, som er SiO2, betyr det at de fleste Si-enheter, spesielt m-pa-enheter, kan produseres på SiC. Selv om det bare er en enkel transplantasjon, har noen av enhetene som er oppnådd oppnådd tilfredsstillende resultater, og noen av enhetene har allerede kommet inn på fabrikkmarkedet.
SiC optoelektroniske enheter, spesielt blålysdioder (BLU-ray LED), kom på markedet tidlig på 1990-tallet og er de første masseproduserte SiC-enhetene. Høyspennings SiC Schottky-dioder, SiC RF-effekttransistorer, SiC MOSFET-er og mesFET-er er også kommersielt tilgjengelige. Ytelsen til alle disse SiC-produktene er selvfølgelig langt fra å spille de supereigenskapene til SiC-materialer, og den sterkere funksjonen og ytelsen til SiC-enheter må fortsatt forskes på og utvikles. Slike enkle transplantasjoner kan ofte ikke fullt ut utnytte fordelene med SiC-materialer. Selv når det gjelder noen av fordelene med SiC-enheter, kan ikke noen av SiC-enhetene som opprinnelig ble produsert matche ytelsen til de tilsvarende Si- eller CaAs-enhetene.
For å bedre kunne omdanne fordelene med SiC-materialets egenskaper til fordelene med SiC-enheter, studerer vi for tiden hvordan vi kan optimalisere produksjonsprosessen og enhetsstrukturen, eller utvikle nye strukturer og nye prosesser for å forbedre funksjonen og ytelsen til SiC-enheter.
Publisert: 23. august 2022