තෙවන පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක මතුපිට -SiC (සිලිකන් කාබයිඩ්) උපාංග සහ ඒවායේ යෙදීම්

නව ආකාරයේ අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍යයක් ලෙස, SiC එහි විශිෂ්ට භෞතික හා රසායනික ගුණාංග සහ විද්‍යුත් ගුණාංග නිසා කෙටි තරංග ආයාම ඔප්ටෝ ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග, ඉහළ උෂ්ණත්ව උපාංග, විකිරණ ප්‍රතිරෝධක උපාංග සහ ඉහළ බල/අධි බල ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග නිෂ්පාදනය සඳහා වඩාත් වැදගත් අර්ධ සන්නායක ද්‍රව්‍ය බවට පත්ව ඇත. විශේෂයෙන් ආන්තික හා කටුක තත්වයන් යටතේ යොදන විට, SiC උපාංගවල ලක්ෂණ Si උපාංග සහ GaAs උපාංගවල ලක්ෂණවලට වඩා බෙහෙවින් වැඩි ය. එබැවින්, SiC උපාංග සහ විවිධ වර්ගයේ සංවේදක ක්‍රමයෙන් ප්‍රධාන උපාංගවලින් එකක් බවට පත්ව ඇති අතර, වඩ වඩාත් වැදගත් කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි.

1980 ගණන්වල සිට, විශේෂයෙන් 1989 දී පළමු SiC උපස්ථර වේෆර් වෙළඳපොළට ඇතුළු වූ දා සිට SiC උපාංග සහ පරිපථ වේගයෙන් වර්ධනය වී ඇත. ආලෝක විමෝචක ඩයෝඩ, අධි-සංඛ්‍යාත අධි-බල සහ අධි-වෝල්ටීයතා උපාංග වැනි සමහර ක්ෂේත්‍රවල, SiC උපාංග වාණිජමය වශයෙන් බහුලව භාවිතා වී ඇත. සංවර්ධනය වේගවත්ය. වසර 10 කට ආසන්න සංවර්ධනයකින් පසු, SiC උපාංග ක්‍රියාවලිය වාණිජ උපාංග නිෂ්පාදනය කිරීමට සමත් වී ඇත. Cree විසින් නියෝජනය කරන ලද සමාගම් ගණනාවක් SiC උපාංගවල වාණිජ නිෂ්පාදන ඉදිරිපත් කිරීමට පටන් ගෙන ඇත. SiC ද්‍රව්‍ය වර්ධනය සහ උපාංග නිෂ්පාදන තාක්ෂණය තුළ දේශීය පර්යේෂණ ආයතන සහ විශ්ව විද්‍යාල ද සතුටුදායක ජයග්‍රහණ ලබා ඇත. SiC ද්‍රව්‍ය ඉතා උසස් භෞතික හා රසායනික ගුණාංග තිබුණත්, SiC උපාංග තාක්ෂණය ද පරිණත වුවත්, SiC උපාංග සහ පරිපථවල ක්‍රියාකාරිත්වය උසස් නොවේ. SiC ද්‍රව්‍ය සහ උපාංග ක්‍රියාවලියට අමතරව නිරන්තරයෙන් වැඩිදියුණු කළ යුතුය. S5C උපාංග ව්‍යුහය ප්‍රශස්ත කිරීමෙන් හෝ නව උපාංග ව්‍යුහය යෝජනා කිරීමෙන් SiC ද්‍රව්‍යවලින් ප්‍රයෝජන ගන්නේ කෙසේද යන්න පිළිබඳව වැඩි උත්සාහයක් දැරිය යුතුය.

වර්තමානයේ. SiC උපාංග පිළිබඳ පර්යේෂණ ප්‍රධාන වශයෙන් අවධානය යොමු කරන්නේ විවික්ත උපාංග කෙරෙහි ය. සෑම වර්ගයකම උපාංග ව්‍යුහයක් සඳහා, මූලික පර්යේෂණය වන්නේ උපාංග ව්‍යුහය ප්‍රශස්ත නොකර අනුරූප Si හෝ GaAs උපාංග ව්‍යුහය SiC වෙත බද්ධ කිරීමයි. SiC හි අභ්‍යන්තර ඔක්සයිඩ් ස්ථරය SiO2 වන Si හා සමාන බැවින්, එයින් අදහස් වන්නේ බොහෝ Si උපාංග, විශේෂයෙන් m-pa උපාංග, SiC මත නිෂ්පාදනය කළ හැකි බවයි. එය සරල බද්ධ කිරීමක් පමණක් වුවද, ලබාගත් සමහර උපාංග සතුටුදායක ප්‍රතිඵල ලබා ඇති අතර, සමහර උපාංග දැනටමත් කර්මාන්තශාලා වෙළඳපොළට ඇතුළු වී ඇත.

SiC දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික උපාංග, විශේෂයෙන් නිල් ආලෝක විමෝචක ඩයෝඩ (BLU-ray LED), 1990 දශකයේ මුල් භාගයේදී වෙළඳපොළට ඇතුළු වූ අතර ඒවා මහා පරිමාණයෙන් නිපදවන ලද පළමු SiC උපාංග වේ. අධි වෝල්ටීයතා SiC Schottky ඩයෝඩ, SiC RF බල ට්‍රාන්සිස්ටර, SiC MOSFET සහ mesFET ද වාණිජමය වශයෙන් ලබා ගත හැකිය. ඇත්ත වශයෙන්ම, මෙම සියලුම SiC නිෂ්පාදනවල ක්‍රියාකාරිත්වය SiC ද්‍රව්‍යවල සුපිරි ලක්ෂණ ඉටු කිරීමට වඩා බොහෝ දුරස් වන අතර, SiC උපාංගවල ශක්තිමත් ක්‍රියාකාරිත්වය සහ ක්‍රියාකාරිත්වය තවමත් පර්යේෂණ කර සංවර්ධනය කළ යුතුය. එවැනි සරල බද්ධ කිරීම් බොහෝ විට SiC ද්‍රව්‍යවල වාසි සම්පූර්ණයෙන්ම ප්‍රයෝජනයට ගත නොහැක. SiC උපාංගවල සමහර වාසි ක්ෂේත්‍රයේ පවා. මුලින් නිෂ්පාදනය කරන ලද සමහර SiC උපාංගවලට අනුරූප Si හෝ CaAs උපාංගවල ක්‍රියාකාරිත්වයට නොගැලපේ.

SiC ද්‍රව්‍ය ලක්ෂණවල වාසි SiC උපාංගවල වාසි බවට වඩා හොඳින් පරිවර්තනය කිරීම සඳහා, අපි දැනට උපාංග නිෂ්පාදන ක්‍රියාවලිය සහ උපාංග ව්‍යුහය ප්‍රශස්ත කරන්නේ කෙසේද යන්න හෝ SiC උපාංගවල ක්‍රියාකාරිත්වය සහ ක්‍රියාකාරිත්වය වැඩි දියුණු කිරීම සඳහා නව ව්‍යුහයන් සහ නව ක්‍රියාවලීන් සංවර්ධනය කරන්නේ කෙසේද යන්න අධ්‍යයනය කරමින් සිටිමු.