O dispositivo semicondutor é o núcleo do equipamento de máquinas industriais modernas, amplamente utilizado em computadores, eletrônicos de consumo, comunicações de rede, eletrônicos automotivos e outras áreas do núcleo, a indústria de semicondutores é composta principalmente de quatro componentes básicos: circuitos integrados, dispositivos optoeletrônicos, dispositivos discretos, sensores, que representam mais de 80% dos circuitos integrados, muitas vezes semicondutores e circuitos integrados equivalentes.
Circuitos integrados, de acordo com a categoria do produto, são divididos principalmente em quatro categorias: microprocessador, memória, dispositivos lógicos e componentes de simulador. No entanto, com a expansão contínua do campo de aplicação de dispositivos semicondutores, muitas ocasiões especiais exigem que os semicondutores sejam capazes de resistir a altas temperaturas, radiação forte, alta potência e outros ambientes, sem causar danos. A primeira e a segunda geração de materiais semicondutores são ineficazes, dando origem à terceira geração de materiais semicondutores.
Atualmente, os materiais semicondutores de banda larga representados porcarboneto de silício(SiC), nitreto de gálio (GaN), óxido de zinco (ZnO), diamante e nitreto de alumínio (AlN) ocupam o mercado dominante com maiores vantagens, sendo coletivamente denominados materiais semicondutores de terceira geração. A terceira geração de materiais semicondutores possui uma largura de banda maior, maior campo elétrico de ruptura, condutividade térmica, taxa de saturação eletrônica e maior capacidade de resistência à radiação, sendo mais adequada para a fabricação de dispositivos de alta temperatura, alta frequência, resistência à radiação e alta potência. Geralmente, são conhecidos como materiais semicondutores de banda larga (a largura de banda proibida é maior que 2,2 eV), também chamados de materiais semicondutores de alta temperatura. A partir da pesquisa atual sobre materiais e dispositivos semicondutores de terceira geração, os materiais semicondutores de carboneto de silício e nitreto de gálio são mais maduros, etecnologia de carboneto de silícioé o mais maduro, enquanto a pesquisa sobre óxido de zinco, diamante, nitreto de alumínio e outros materiais ainda está em estágio inicial.
Materiais e suas propriedades:
Carboneto de silícioO material é amplamente utilizado em rolamentos de esferas de cerâmica, válvulas, materiais semicondutores, giroscópios, instrumentos de medição, aeroespacial e outros campos, tornando-se um material insubstituível em muitos campos industriais.
O SiC é um tipo de super-rede natural e um politipo homogêneo típico. Existem mais de 200 famílias politípicas homotípicas (atualmente conhecidas) devido à diferença na sequência de empacotamento entre as camadas diatômicas de Si e C, o que leva a diferentes estruturas cristalinas. Portanto, o SiC é muito adequado para a nova geração de substratos de diodos emissores de luz (LEDs) e materiais eletrônicos de alta potência.
| característica | |
| propriedade física | Alta dureza (3000kg/mm), pode cortar rubi |
| Alta resistência ao desgaste, perdendo apenas para o diamante | |
| A condutividade térmica é 3 vezes maior que a do Si e 8 a 10 vezes maior que a do GaAs. | |
| A estabilidade térmica do SiC é alta e é impossível fundir à pressão atmosférica | |
| Um bom desempenho de dissipação de calor é muito importante para dispositivos de alta potência | |
|
propriedade química | Resistência à corrosão muito forte, resistente a quase todos os agentes corrosivos conhecidos à temperatura ambiente |
| A superfície do SiC oxida facilmente para formar SiO, camada fina, pode evitar sua oxidação posterior, em Acima de 1700℃, o filme de óxido derrete e oxida rapidamente | |
| A banda proibida do 4H-SIC e do 6H-SIC é cerca de 3 vezes maior que a do Si e 2 vezes maior que a do GaAs: A intensidade do campo elétrico de ruptura é uma ordem de magnitude maior que a do Si, e a velocidade de deriva dos elétrons é saturada Duas vezes e meia o Si. A banda proibida do 4H-SIC é maior que a do 6H-SIC |
Horário da publicação: 01/08/2022