Polovodičové zariadenie je jadrom moderných priemyselných strojov a široko sa používa v počítačoch, spotrebnej elektronike, sieťovej komunikácii, automobilovej elektronike a ďalších oblastiach. Priemysel polovodičov sa skladá hlavne zo štyroch základných komponentov: integrovaných obvodov, optoelektronických zariadení, diskrétnych zariadení a senzorov, ktoré tvoria viac ako 80 % integrovaných obvodov, a preto sa často používajú aj polovodičové a integrované obvody ako ekvivalenty.
Integrované obvody sa podľa kategórie produktu delia hlavne na štyri kategórie: mikroprocesor, pamäť, logické obvody a simulačné súčasti. S neustálym rozširovaním oblasti použitia polovodičových súčiastok však mnohé špeciálne príležitosti vyžadujú, aby polovodiče boli schopné odolávať vysokým teplotám, silnému žiareniu, vysokému výkonu a iným prostrediam a aby sa nepoškodili. Prvá a druhá generácia polovodičových materiálov sú bezvýkonné, a tak vznikla tretia generácia polovodičových materiálov.
V súčasnosti polovodičové materiály so širokou medzerou pásma reprezentovanékarbid kremíka(SiC), nitrid gália (GaN), oxid zinočnatý (ZnO), diamant a nitrid hliníka (AlN) zaujímajú dominantné postavenie na trhu s väčšími výhodami a súhrnne sa označujú ako polovodičové materiály tretej generácie. Tretia generácia polovodičových materiálov má širšiu šírku zakázaného pásma, vyššiu prieraznú elektrickú silu, vyššiu tepelnú vodivosť, vyššiu rýchlosť nasýtenia elektrónov a vyššiu odolnosť voči žiareniu. Je vhodnejšia na výrobu vysokoteplotných, vysokofrekvenčných, radiačných a výkonných zariadení. Zvyčajne sa nazývajú polovodičové materiály so širokým zakázaným pásmom (zakázaná šírka pásma je väčšia ako 2,2 eV), nazývané aj vysokoteplotné polovodičové materiály. Zo súčasného výskumu polovodičových materiálov a zariadení tretej generácie vyplýva, že polovodičové materiály na báze karbidu kremíka a nitridu gália sú zrelšie a...technológia karbidu kremíkaje najvyspelejší, zatiaľ čo výskum oxidu zinočnatého, diamantu, nitridu hliníka a iných materiálov je stále v počiatočnom štádiu.
Materiály a ich vlastnosti:
Karbid kremíkaMateriál sa široko používa v keramických guľôčkových ložiskách, ventiloch, polovodičových materiáloch, gyroskopoch, meracích prístrojoch, leteckom a kozmickom priemysle a ďalších oblastiach a stal sa nenahraditeľným materiálom v mnohých priemyselných odvetviach.
SiC je druh prírodnej supermriežky a typický homogénny polytyp. Existuje viac ako 200 (v súčasnosti známych) homotypických polytypických rodín kvôli rozdielnej postupnosti balenia medzi dvojatómovými vrstvami Si a C, čo vedie k rôznym kryštálovým štruktúram. Preto je SiC veľmi vhodný pre novú generáciu substrátových materiálov pre diódy emitujúce svetlo (LED) a vysokovýkonné elektronické materiály.
| charakteristika | |
| fyzický majetok | Vysoká tvrdosť (3000 kg/mm), dokáže rezať rubín |
| Vysoká odolnosť proti opotrebovaniu, druhá hneď po diamante | |
| Tepelná vodivosť je 3-krát vyššia ako u Si a 8 až 10-krát vyššia ako u GaAs. | |
| Tepelná stabilita SiC je vysoká a pri atmosférickom tlaku sa neroztaví. | |
| Dobrý odvod tepla je veľmi dôležitý pre zariadenia s vysokým výkonom | |
|
chemická vlastnosť | Veľmi silná odolnosť proti korózii, odolná voči takmer všetkým známym korozívnym látkam pri izbovej teplote |
| Povrch SiC ľahko oxiduje za vzniku tenkej vrstvy SiO2, ktorá môže zabrániť jeho ďalšej oxidácii. Nad 1700 ℃ sa oxidový film topí a rýchlo oxiduje | |
| Zakázané pásmo 4H-SIC a 6H-SIC je približne 3-krát väčšie ako u Si a 2-krát väčšie ako u GaAs: Intenzita prierazného elektrického poľa je rádovo vyššia ako Si a rýchlosť driftu elektrónov je saturovaná Dva a pol krát viac ako Si. Zakázané pásmo 4H-SIC je širšie ako u 6H-SIC. |
Čas uverejnenia: 1. augusta 2022