Ako nový typ polovodičového materiálu sa SiC stal najdôležitejším polovodičovým materiálom na výrobu krátkovlnných optoelektronických zariadení, zariadení odolných voči žiareniu a vysokovýkonných elektronických zariadení vďaka svojim vynikajúcim fyzikálnym, chemickým a elektrickým vlastnostiam. Najmä pri použití v extrémnych a drsných podmienkach vlastnosti zariadení SiC ďaleko prevyšujú vlastnosti zariadení Si a zariadení GaAs. Preto sa zariadenia SiC a rôzne druhy senzorov postupne stali jedným z kľúčových zariadení a zohrávajú čoraz dôležitejšiu úlohu.
SiC zariadenia a obvody sa od 80. rokov 20. storočia rýchlo rozvíjajú, najmä od roku 1989, keď sa na trh dostal prvý SiC substrátový wafer. V niektorých oblastiach, ako sú diódy emitujúce svetlo, vysokofrekvenčné, vysokovýkonné a vysokonapäťové zariadenia, sa SiC zariadenia široko komerčne používajú. Vývoj je rýchly. Po takmer 10 rokoch vývoja bol proces výroby SiC zariadení schopný vyrábať komerčné zariadenia. Množstvo spoločností zastúpených spoločnosťou Cree začalo ponúkať komerčné produkty SiC zariadení. Domáce výskumné ústavy a univerzity tiež dosiahli uspokojivé úspechy v oblasti vývoja SiC materiálov a technológie výroby zariadení. Hoci má SiC materiál veľmi vynikajúce fyzikálne a chemické vlastnosti a technológia SiC zariadení je tiež vyspelá, výkon SiC zariadení a obvodov nie je vynikajúci. Okrem SiC materiálu a procesu výroby zariadení je potrebné neustále zlepšovať. Malo by sa vynaložiť väčšie úsilie na to, ako využiť SiC materiály optimalizáciou štruktúry S5C zariadení alebo návrhom nových štruktúr zariadení.
V súčasnosti sa výskum SiC súčiastok zameriava najmä na diskrétne súčiastky. Pre každý typ štruktúry súčiastky je počiatočným výskumom jednoduchá transplantácia zodpovedajúcej štruktúry Si alebo GaAs súčiastky na SiC bez optimalizácie štruktúry súčiastky. Keďže vnútorná oxidová vrstva SiC je rovnaká ako Si, teda SiO2, znamená to, že väčšinu Si súčiastok, najmä m-PA súčiastky, je možné vyrobiť na SiC. Hoci ide len o jednoduchú transplantáciu, niektoré zo získaných súčiastok dosiahli uspokojivé výsledky a niektoré zo súčiastok sa už dostali na trh v továrňach.
SiC optoelektronické zariadenia, najmä diódy vyžarujúce modré svetlo (BLU-ray LED), vstúpili na trh začiatkom 90. rokov a sú prvými sériovo vyrábanými SiC zariadeniami. Komerčne dostupné sú aj vysokonapäťové SiC Schottkyho diódy, SiC RF výkonové tranzistory, SiC MOSFETy a mesFETy. Samozrejme, výkon všetkých týchto SiC produktov ani zďaleka neprekoná super vlastnosti SiC materiálov a lepšia funkčnosť a výkon SiC zariadení je ešte potrebné preskúmať a vyvinúť. Takéto jednoduché prevedenia často nedokážu plne využiť výhody SiC materiálov. Ani v oblasti niektorých výhod SiC zariadení sa niektoré z pôvodne vyrobených SiC zariadení nemôžu porovnávať s výkonom zodpovedajúcich Si alebo CaAs zariadení.
Aby sme lepšie premenili výhody vlastností materiálu SiC na výhody zariadení SiC, v súčasnosti skúmame, ako optimalizovať proces výroby zariadení a štruktúru zariadení alebo vyvinúť nové štruktúry a nové procesy na zlepšenie funkcie a výkonu zariadení SiC.
Čas uverejnenia: 23. augusta 2022