Halvledarkomponenter är kärnan i moderna industriella maskiner och utrustning och används ofta inom datorer, konsumentelektronik, nätverkskommunikation, fordonselektronik och andra områden. Halvledarindustrin består huvudsakligen av fyra grundläggande komponenter: integrerade kretsar, optoelektroniska komponenter, diskreta komponenter och sensorer, vilket står för mer än 80 % av de integrerade kretsarna, och är därför ofta motsvarande halvledare och integrerade kretsar.
Integrerade kretsar är huvudsakligen indelade i fyra kategorier enligt produktkategori: mikroprocessorer, minne, logikkomponenter och simulatordelar. Men med den kontinuerliga expansionen av halvledarkomponenternas tillämpningsområde kräver många speciella tillfällen att halvledare ska kunna tåla användning av höga temperaturer, stark strålning, hög effekt och andra miljöer utan att skadas. Den första och andra generationens halvledarmaterial är strömlösa, så den tredje generationens halvledarmaterial uppstod.
För närvarande representeras halvledarmaterialen med stort bandgap avkiselkarbid(SiC), galliumnitrid (GaN), zinkoxid (ZnO), diamant och aluminiumnitrid (AlN) dominerar marknaden med större fördelar och kallas gemensamt för tredje generationens halvledarmaterial. Tredje generationens halvledarmaterial har ett bredare bandgap, högre genombrottselektriskt fält, högre värmeledningsförmåga, högre elektronmättnad och högre förmåga att motstå strålning. De är mer lämpade för tillverkning av högtemperatur-, högfrekventa, strålningsbeständiga och högeffektskomponenter. De kallas vanligtvis halvledarmaterial med brett bandgap (den förbjudna bandbredden är större än 2,2 eV), även kallade högtemperaturhalvledarmaterial. Enligt aktuell forskning om tredje generationens halvledarmaterial och komponentmaterial är kiselkarbid och galliumnitrid mer mogna.kiselkarbidteknikär den mest mogna, medan forskningen på zinkoxid, diamant, aluminiumnitrid och andra material fortfarande är i ett inledningsskede.
Material och deras egenskaper:
KiselkarbidMaterialet används ofta i keramiska kullager, ventiler, halvledarmaterial, gyron, mätinstrument, flyg- och rymdindustrin och andra områden, och har blivit ett oersättligt material inom många industriområden.
SiC är ett slags naturligt supergitter och en typisk homogen polytyp. Det finns mer än 200 (för närvarande kända) homotypiska polytypfamiljer på grund av skillnaden i packningssekvens mellan Si- och C-diatomskikten, vilket leder till olika kristallstrukturer. Därför är SiC mycket lämplig för den nya generationen av substratmaterial för lysdioder (LED), högeffektselektroniska material.
| karakteristisk | |
| fysisk egendom | Hög hårdhet (3000 kg/mm), kan skära rubin |
| Hög slitstyrka, näst efter diamant | |
| Värmeledningsförmågan är 3 gånger högre än för Si och 8~10 gånger högre än för GaAs. | |
| SiC:s termiska stabilitet är hög och den smälter inte vid atmosfärstryck. | |
| God värmeavledningsprestanda är mycket viktig för högpresterande enheter | |
|
kemisk egenskap | Mycket stark korrosionsbeständighet, resistent mot nästan alla kända korrosiva ämnen vid rumstemperatur |
| SiC-ytan oxiderar lätt för att bilda SiO2, ett tunt lager, vilket kan förhindra ytterligare oxidation. Över 1700 ℃ smälter oxidfilmen och oxiderar snabbt | |
| Bandgapet för 4H-SIC och 6H-SIC är ungefär 3 gånger så stort som för Si och 2 gånger så stort som för GaAs: Det elektriska fältets intensitet är en storleksordning högre än Si, och elektronernas drifthastighet är mättad. Två och en halv gånger mer Si. Bandgapet för 4H-SIC är bredare än för 6H-SIC. |
Publiceringstid: 1 augusti 2022