Полупроводниковые приборы являются основой современного промышленного машинного оборудования, широко используются в компьютерах, бытовой электронике, сетевых коммуникациях, автомобильной электронике и других областях. Полупроводниковая промышленность в основном состоит из четырех основных компонентов: интегральных схем, оптоэлектронных приборов, дискретных приборов и датчиков, на долю которых приходится более 80% интегральных схем, поэтому часто и полупроводники, и интегральные схемы эквивалентны.
Интегральная схема, в зависимости от категории продукта, в основном делится на четыре категории: микропроцессор, память, логические устройства, части симулятора. Однако, с непрерывным расширением области применения полупроводниковых приборов, многие особые случаи требуют, чтобы полупроводники могли придерживаться использования высокой температуры, сильного излучения, высокой мощности и других сред, не повреждая, первое и второе поколение полупроводниковых материалов бессильны, поэтому появилось третье поколение полупроводниковых материалов.
В настоящее время широкозонные полупроводниковые материалы представленыкарбид кремния(SiC), нитрид галлия (GaN), оксид цинка (ZnO), алмаз, нитрид алюминия (AlN) занимают доминирующий рынок с большими преимуществами, в совокупности именуемыми полупроводниковыми материалами третьего поколения. Третье поколение полупроводниковых материалов с более широкой шириной запрещенной зоны, более высоким электрическим полем пробоя, теплопроводностью, скоростью электронного насыщения и более высокой способностью противостоять радиации, более подходит для создания высокотемпературных, высокочастотных, устойчивых к радиации и мощных устройств, обычно известных как широкозонные полупроводниковые материалы (ширина запрещенной зоны больше 2,2 эВ), также называемых высокотемпературными полупроводниковыми материалами. Из текущих исследований полупроводниковых материалов и устройств третьего поколения, полупроводниковые материалы из карбида кремния и нитрида галлия являются более зрелыми, итехнология карбида кремнияявляется наиболее зрелым, в то время как исследования оксида цинка, алмаза, нитрида алюминия и других материалов все еще находятся на начальной стадии.
Материалы и их свойства：
карбид кремнияМатериал широко используется в керамических шарикоподшипниках, клапанах, полупроводниковых материалах, гироскопах, измерительных приборах, аэрокосмической промышленности и других областях, стал незаменимым материалом во многих промышленных отраслях.
SiC является разновидностью естественной сверхрешетки и типичным однородным политипом. Существует более 200 (в настоящее время известных) гомотипных политипных семейств из-за разницы в последовательности упаковки между двухатомными слоями Si и C, что приводит к различным кристаллическим структурам. Поэтому SiC очень подходит для нового поколения материалов подложек светодиодов (LED), материалов для электроники высокой мощности.
| характеристика | |
| физическая собственность | Высокая твердость (3000 кг/мм), может резать рубин |
| Высокая износостойкость, уступающая только алмазу | |
| Теплопроводность в 3 раза выше, чем у Si и в 8–10 раз выше, чем у GaAs. | |
| Термическая стабильность SiC высока, и его невозможно расплавить при атмосферном давлении. | |
| Хорошие показатели рассеивания тепла очень важны для мощных устройств. | |
|
химическое свойство | Очень высокая коррозионная стойкость, устойчив практически к любому известному коррозионному агенту при комнатной температуре. |
| Поверхность SiC легко окисляется с образованием тонкого слоя SiO, что может предотвратить его дальнейшее окисление, в При температуре выше 1700℃ оксидная пленка быстро плавится и окисляется. | |
| Ширина запрещенной зоны 4H-SIC и 6H-SIC примерно в 3 раза больше, чем у Si и в 2 раза больше, чем у GaAs: Напряженность электрического поля пробоя на порядок выше, чем у Si, а скорость дрейфа электронов насыщается В два с половиной раза больше Si. Ширина запрещенной зоны 4H-SIC шире, чем у 6H-SIC |
Время публикации: 01.08.2022