ਤੀਜੀ ਪੀੜ੍ਹੀ ਦੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਤਹ -SiC (ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ) ਯੰਤਰ ਅਤੇ ਉਨ੍ਹਾਂ ਦੇ ਉਪਯੋਗ

ਇੱਕ ਨਵੀਂ ਕਿਸਮ ਦੇ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਰੂਪ ਵਿੱਚ, SiC ਆਪਣੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਭੌਤਿਕ ਅਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਗੁਣਾਂ ਅਤੇ ਬਿਜਲੀ ਗੁਣਾਂ ਦੇ ਕਾਰਨ ਛੋਟੀ-ਤਰੰਗ-ਲੰਬਾਈ ਵਾਲੇ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਯੰਤਰਾਂ, ਉੱਚ ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੇ ਯੰਤਰਾਂ, ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਰੋਧਕ ਯੰਤਰਾਂ ਅਤੇ ਉੱਚ ਸ਼ਕਤੀ/ਉੱਚ ਸ਼ਕਤੀ ਵਾਲੇ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਯੰਤਰਾਂ ਦੇ ਨਿਰਮਾਣ ਲਈ ਸਭ ਤੋਂ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਸਮੱਗਰੀ ਬਣ ਗਿਆ ਹੈ। ਖਾਸ ਤੌਰ 'ਤੇ ਜਦੋਂ ਅਤਿਅੰਤ ਅਤੇ ਕਠੋਰ ਹਾਲਤਾਂ ਵਿੱਚ ਲਾਗੂ ਕੀਤਾ ਜਾਂਦਾ ਹੈ, ਤਾਂ SiC ਯੰਤਰਾਂ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ Si ਯੰਤਰਾਂ ਅਤੇ GaA ਯੰਤਰਾਂ ਨਾਲੋਂ ਕਿਤੇ ਵੱਧ ਹੁੰਦੀਆਂ ਹਨ। ਇਸ ਲਈ, SiC ਯੰਤਰ ਅਤੇ ਕਈ ਕਿਸਮਾਂ ਦੇ ਸੈਂਸਰ ਹੌਲੀ-ਹੌਲੀ ਮੁੱਖ ਯੰਤਰਾਂ ਵਿੱਚੋਂ ਇੱਕ ਬਣ ਗਏ ਹਨ, ਜੋ ਇੱਕ ਹੋਰ ਮਹੱਤਵਪੂਰਨ ਭੂਮਿਕਾ ਨਿਭਾਉਂਦੇ ਹਨ।

1980 ਦੇ ਦਹਾਕੇ ਤੋਂ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ 1989 ਤੋਂ ਜਦੋਂ ਪਹਿਲਾ SiC ਸਬਸਟਰੇਟ ਵੇਫਰ ਬਾਜ਼ਾਰ ਵਿੱਚ ਆਇਆ, SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਅਤੇ ਸਰਕਟਾਂ ਤੇਜ਼ੀ ਨਾਲ ਵਿਕਸਤ ਹੋਈਆਂ ਹਨ। ਕੁਝ ਖੇਤਰਾਂ ਵਿੱਚ, ਜਿਵੇਂ ਕਿ ਲਾਈਟ-ਐਮੀਟਿੰਗ ਡਾਇਓਡ, ਉੱਚ-ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ ਹਾਈ-ਪਾਵਰ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਵੋਲਟੇਜ ਡਿਵਾਈਸਾਂ, SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਨੂੰ ਵਪਾਰਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤਿਆ ਗਿਆ ਹੈ। ਵਿਕਾਸ ਤੇਜ਼ ਹੈ। ਲਗਭਗ 10 ਸਾਲਾਂ ਦੇ ਵਿਕਾਸ ਤੋਂ ਬਾਅਦ, SiC ਡਿਵਾਈਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਵਪਾਰਕ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦਾ ਨਿਰਮਾਣ ਕਰਨ ਦੇ ਯੋਗ ਹੋ ਗਈ ਹੈ। ਕ੍ਰੀ ਦੁਆਰਾ ਦਰਸਾਈਆਂ ਗਈਆਂ ਕਈ ਕੰਪਨੀਆਂ ਨੇ SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਵਪਾਰਕ ਉਤਪਾਦ ਪੇਸ਼ ਕਰਨੇ ਸ਼ੁਰੂ ਕਰ ਦਿੱਤੇ ਹਨ। ਘਰੇਲੂ ਖੋਜ ਸੰਸਥਾਵਾਂ ਅਤੇ ਯੂਨੀਵਰਸਿਟੀਆਂ ਨੇ ਵੀ SiC ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਕਾਸ ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਨਿਰਮਾਣ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵਿੱਚ ਪ੍ਰਸੰਨਤਾਜਨਕ ਪ੍ਰਾਪਤੀਆਂ ਕੀਤੀਆਂ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ SiC ਸਮੱਗਰੀ ਵਿੱਚ ਬਹੁਤ ਵਧੀਆ ਭੌਤਿਕ ਅਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਗੁਣ ਹਨ, ਅਤੇ SiC ਡਿਵਾਈਸ ਤਕਨਾਲੋਜੀ ਵੀ ਪਰਿਪੱਕ ਹੈ, ਪਰ SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਅਤੇ ਸਰਕਟਾਂ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ ਉੱਤਮ ਨਹੀਂ ਹੈ। SiC ਸਮੱਗਰੀ ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਤੋਂ ਇਲਾਵਾ ਲਗਾਤਾਰ ਸੁਧਾਰ ਕਰਨ ਦੀ ਲੋੜ ਹੈ। S5C ਡਿਵਾਈਸ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾ ਕੇ ਜਾਂ ਨਵੀਂ ਡਿਵਾਈਸ ਢਾਂਚੇ ਦਾ ਪ੍ਰਸਤਾਵ ਦੇ ਕੇ SiC ਸਮੱਗਰੀ ਦਾ ਲਾਭ ਕਿਵੇਂ ਲੈਣਾ ਹੈ ਇਸ ਬਾਰੇ ਹੋਰ ਯਤਨ ਕੀਤੇ ਜਾਣੇ ਚਾਹੀਦੇ ਹਨ।

ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ। SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੀ ਖੋਜ ਮੁੱਖ ਤੌਰ 'ਤੇ ਡਿਸਕ੍ਰਿਟ ਡਿਵਾਈਸਾਂ 'ਤੇ ਕੇਂਦ੍ਰਿਤ ਹੈ। ਹਰੇਕ ਕਿਸਮ ਦੇ ਡਿਵਾਈਸ ਢਾਂਚੇ ਲਈ, ਸ਼ੁਰੂਆਤੀ ਖੋਜ ਸਿਰਫ਼ ਡਿਵਾਈਸ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਏ ਬਿਨਾਂ ਸੰਬੰਧਿਤ Si ਜਾਂ GaAs ਡਿਵਾਈਸ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ SiC ਵਿੱਚ ਟ੍ਰਾਂਸਪਲਾਂਟ ਕਰਨਾ ਹੈ। ਕਿਉਂਕਿ SiC ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਆਕਸਾਈਡ ਪਰਤ Si ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ SiO2 ਹੈ, ਇਸਦਾ ਮਤਲਬ ਹੈ ਕਿ ਜ਼ਿਆਦਾਤਰ Si ਡਿਵਾਈਸਾਂ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ m-pa ਡਿਵਾਈਸਾਂ, SiC 'ਤੇ ਬਣਾਈਆਂ ਜਾ ਸਕਦੀਆਂ ਹਨ। ਹਾਲਾਂਕਿ ਇਹ ਸਿਰਫ਼ ਇੱਕ ਸਧਾਰਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪਲਾਂਟ ਹੈ, ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਗਏ ਕੁਝ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਨੇ ਤਸੱਲੀਬਖਸ਼ ਨਤੀਜੇ ਪ੍ਰਾਪਤ ਕੀਤੇ ਹਨ, ਅਤੇ ਕੁਝ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਪਹਿਲਾਂ ਹੀ ਫੈਕਟਰੀ ਮਾਰਕੀਟ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੋ ਚੁੱਕੀਆਂ ਹਨ।

SiC ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਯੰਤਰ, ਖਾਸ ਕਰਕੇ ਨੀਲੀ ਰੋਸ਼ਨੀ ਛੱਡਣ ਵਾਲੇ ਡਾਇਓਡ (BLU-ray leds), 1990 ਦੇ ਦਹਾਕੇ ਦੇ ਸ਼ੁਰੂ ਵਿੱਚ ਬਾਜ਼ਾਰ ਵਿੱਚ ਦਾਖਲ ਹੋਏ ਸਨ ਅਤੇ ਇਹ ਪਹਿਲੇ ਵੱਡੇ ਪੱਧਰ 'ਤੇ ਤਿਆਰ ਕੀਤੇ ਗਏ SiC ਯੰਤਰ ਹਨ। ਉੱਚ ਵੋਲਟੇਜ SiC Schottky ਡਾਇਓਡ, SiC RF ਪਾਵਰ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ, SiC MOSFET ਅਤੇ mesFET ਵੀ ਵਪਾਰਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਉਪਲਬਧ ਹਨ। ਬੇਸ਼ੱਕ, ਇਹਨਾਂ ਸਾਰੇ SiC ਉਤਪਾਦਾਂ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ SiC ਸਮੱਗਰੀ ਦੀਆਂ ਸੁਪਰ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਨੂੰ ਨਿਭਾਉਣ ਤੋਂ ਬਹੁਤ ਦੂਰ ਹੈ, ਅਤੇ SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਮਜ਼ਬੂਤ ​​ਕਾਰਜ ਅਤੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਅਜੇ ਵੀ ਖੋਜ ਅਤੇ ਵਿਕਸਤ ਕਰਨ ਦੀ ਜ਼ਰੂਰਤ ਹੈ। ਅਜਿਹੇ ਸਧਾਰਨ ਟ੍ਰਾਂਸਪਲਾਂਟ ਅਕਸਰ SiC ਸਮੱਗਰੀ ਦੇ ਫਾਇਦਿਆਂ ਦਾ ਪੂਰੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਸ਼ੋਸ਼ਣ ਨਹੀਂ ਕਰ ਸਕਦੇ। ਇੱਥੋਂ ਤੱਕ ਕਿ SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਕੁਝ ਫਾਇਦਿਆਂ ਦੇ ਖੇਤਰ ਵਿੱਚ ਵੀ। ਸ਼ੁਰੂ ਵਿੱਚ ਨਿਰਮਿਤ ਕੁਝ SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਸੰਬੰਧਿਤ Si ਜਾਂ CaAs ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨਾਲ ਮੇਲ ਨਹੀਂ ਖਾ ਸਕਦੀਆਂ।

SiC ਸਮੱਗਰੀ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ ਦੇ ਫਾਇਦਿਆਂ ਨੂੰ SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਫਾਇਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਬਿਹਤਰ ਢੰਗ ਨਾਲ ਬਦਲਣ ਲਈ, ਅਸੀਂ ਵਰਤਮਾਨ ਵਿੱਚ ਇਸ ਗੱਲ ਦਾ ਅਧਿਐਨ ਕਰ ਰਹੇ ਹਾਂ ਕਿ ਡਿਵਾਈਸ ਨਿਰਮਾਣ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਅਤੇ ਡਿਵਾਈਸ ਢਾਂਚੇ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਅਨੁਕੂਲ ਬਣਾਇਆ ਜਾਵੇ ਜਾਂ SiC ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੇ ਕਾਰਜ ਅਤੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਨਵੇਂ ਢਾਂਚੇ ਅਤੇ ਨਵੀਆਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆਵਾਂ ਨੂੰ ਕਿਵੇਂ ਵਿਕਸਤ ਕੀਤਾ ਜਾਵੇ।