Polprevodniška naprava je jedro sodobne industrijske strojne opreme, ki se pogosto uporablja v računalnikih, potrošniški elektroniki, omrežnih komunikacijah, avtomobilski elektroniki in drugih področjih. Polprevodniška industrija je v glavnem sestavljena iz štirih osnovnih komponent: integriranih vezij, optoelektronskih naprav, diskretnih naprav in senzorjev, ki predstavljajo več kot 80 % integriranih vezij, zato so pogosto enakovredne polprevodniškim in integriranim vezjem.
Integrirana vezja so glede na kategorijo izdelka razdeljena predvsem v štiri kategorije: mikroprocesor, pomnilnik, logične naprave in simulatorski deli. Vendar pa se zaradi nenehne širitve področja uporabe polprevodniških naprav v številnih posebnih primerih zahteva, da so polprevodniki odporni na visoke temperature, močno sevanje, visoko porabo energije in druga okolja ter da ne poškodujejo polprevodniških materialov prve in druge generacije, zato je nastala tretja generacija polprevodniških materialov.
Trenutno polprevodniške materiale s široko pasovno vrzeljo predstavljajosilicijev karbid(SiC), galijev nitrid (GaN), cinkov oksid (ZnO), diamant in aluminijev nitrid (AlN) zasedajo prevladujoč trg z večjimi prednostmi, ki jih skupaj imenujemo polprevodniški materiali tretje generacije. Polprevodniški materiali tretje generacije imajo širšo širino pasovne reže, višje so prebojno električno polje, višja toplotna prevodnost, stopnja elektronskega nasičenja in večja odpornost proti sevanju, zato so bolj primerni za izdelavo visokotemperaturnih, visokofrekvenčnih, sevalno odpornih in močnostnih naprav, običajno znani kot polprevodniški materiali s široko pasovno režijo (prepovedana širina pasu je večja od 2,2 eV), imenovani tudi visokotemperaturni polprevodniški materiali. Glede na trenutne raziskave polprevodniških materialov in naprav tretje generacije so polprevodniški materiali na osnovi silicijevega karbida in galijevega nitrida bolj zreli in...tehnologija silicijevega karbidaje najbolj zrela, medtem ko so raziskave cinkovega oksida, diamanta, aluminijevega nitrida in drugih materialov še v začetni fazi.
Materiali in njihove lastnosti:
silicijev karbidMaterial se pogosto uporablja v keramičnih krogličnih ležajih, ventilih, polprevodniških materialih, žiroskopih, merilnih instrumentih, vesoljski in drugih področjih ter je postal nenadomestljiv material v številnih industrijskih področjih.
SiC je neke vrste naravna supermreža in tipičen homogeni politip. Zaradi razlike v zaporedju pakiranja med dvoatomskimi plastmi Si in C obstaja več kot 200 (trenutno znanih) homotipskih politipskih družin, kar vodi do različnih kristalnih struktur. Zato je SiC zelo primeren za novo generacijo substratov svetlečih diod (LED) in visokozmogljivih elektronik.
| značilnost | |
| fizična lastnina | Visoka trdota (3000 kg/mm), lahko reže rubin |
| Visoka odpornost proti obrabi, druga takoj za diamantom | |
| Toplotna prevodnost je 3-krat višja od prevodnosti Si in 8~10-krat višja od prevodnosti GaAs. | |
| Termična stabilnost SiC je visoka in se pri atmosferskem tlaku ne more stopiti. | |
| Dobro odvajanje toplote je zelo pomembno za naprave z visoko močjo | |
|
kemijska lastnost | Zelo močna korozijska odpornost, odporna na skoraj vse znane korozivne snovi pri sobni temperaturi |
| Površina SiC zlahka oksidira in tvori tanko plast SiO2, kar lahko prepreči njeno nadaljnjo oksidacijo. Nad 1700 ℃ se oksidni film tali in hitro oksidira | |
| Prepustna pasovna širina 4H-SIC in 6H-SIC je približno 3-krat večja od Si in 2-krat večja od GaAs: Intenzivnost prebojnega električnega polja je za velikostni red višja od Si, hitrost drifta elektronov pa je nasičena Dva in pol krat večja od Si. Prepustna pasovna širina 4H-SIC je širša kot pri 6H-SIC. |
Čas objave: 1. avg. 2022