Материал из карбида кремния и его характеристики

Полупроводниковые приборы являются ядром современного промышленного оборудования и 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 устройств, дискретных устройств и датчиков, на которые приходится более 80% интегральных схем, поэтому их часто сравнивают с полупроводниками и интегральными схемами.

В зависимости от категории интегральные схемы в основном делятся на четыре группы: микропроцессоры, память, логические устройства и компоненты для моделирования. Однако с непрерывным расширением области применения полупроводниковых устройств возникает множество особых ситуаций, когда полупроводники должны выдерживать высокие температуры, сильное излучение, высокую мощность и другие условия эксплуатации, не повреждаясь при этом. Первое и второе поколения полупроводниковых материалов оказались неэффективными, поэтому появилось третье поколение полупроводниковых материалов.

фотография1

В настоящее время широкозонные полупроводниковые материалы представлены следующими типами материалов:карбид кремнияКарбид кремния (SiC), нитрид галлия (GaN), оксид цинка (ZnO), алмаз и нитрид алюминия (AlN) занимают доминирующее положение на рынке благодаря своим значительным преимуществам и в совокупности называются полупроводниковыми материалами третьего поколения. Полупроводниковые материалы третьего поколения обладают большей шириной запрещенной зоны, более высоким электрическим полем пробоя, теплопроводностью, скоростью насыщения электронов и большей устойчивостью к излучению, что делает их более подходящими для создания высокотемпературных, высокочастотных, радиационно-стойких и мощных устройств. Обычно их называют широкозонными полупроводниковыми материалами (ширина запрещенной зоны превышает 2,2 эВ), а также высокотемпературными полупроводниковыми материалами. В современных исследованиях полупроводниковых материалов и устройств третьего поколения наиболее зрелыми являются карбид кремния и нитрид галлия.технология карбида кремнияИсследования в области оксида цинка, алмаза, нитрида алюминия и других материалов находятся на наиболее зрелой стадии, в то время как исследования в этой области все еще находятся на начальной стадии.

Материалы и их свойства:

карбид кремнияЭтот материал широко используется в керамических шарикоподшипниках, клапанах, полупроводниковых материалах, гироскопах, измерительных приборах, аэрокосмической и других областях, и стал незаменимым материалом во многих отраслях промышленности.

фотография2

Карбид кремния (SiC) представляет собой природную сверхрешетку и типичный однородный полиморф. Существует более 200 (на данный момент известных) гомотипных полиморфных семейств, обусловленных различиями в последовательности упаковки двухатомных слоев кремния и углерода, что приводит к различным кристаллическим структурам. Поэтому SiC очень хорошо подходит в качестве материала для подложек светодиодов нового поколения и материалов для мощной электроники.

характерный

физическое свойство

Высокая твердость (3000 кг/мм), позволяет резать рубин.
Высокая износостойкость, уступающая только алмазу.
Теплопроводность в 3 раза выше, чем у Si, и в 8–10 раз выше, чем у GaAs.
Карбид кремния обладает высокой термической стабильностью и не может расплавиться при атмосферном давлении.
Хорошие теплоотводящие характеристики очень важны для мощных устройств.
 

 

химическое свойство

Обладает очень высокой коррозионной стойкостью, устойчива практически к любым известным коррозионным агентам при комнатной температуре.
Поверхность SiC легко окисляется с образованием тонкого слоя SiO, который может предотвратить дальнейшее окисление. 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: Интенсивность электрического поля пробоя на порядок выше, чем у кремния, а скорость дрейфа электронов достигает насыщения. В два с половиной раза больше, чем у Si. Ширина запрещенной зоны 4H-SIC больше, чем у 6H-SIC.

Дата публикации: 01.08.2022
Онлайн-чат в WhatsApp!