Som en ny typ av halvledarmaterial har SiC blivit det viktigaste halvledarmaterialet för tillverkning av kortvågiga optoelektroniska komponenter, högtemperaturkomponenter, strålningsbeständiga komponenter och högeffekts-/högeffektselektroniska komponenter tack vare dess utmärkta fysikaliska och kemiska egenskaper och elektriska egenskaper. Speciellt vid tillämpning under extrema och hårda förhållanden överträffar egenskaperna hos SiC-komponenter vida de hos Si-komponenter och GaAs-komponenter. Därför har SiC-komponenter och olika typer av sensorer gradvis blivit en av de viktigaste komponenterna och spelar en allt viktigare roll.
SiC-komponenter och kretsar har utvecklats snabbt sedan 1980-talet, särskilt sedan 1989 då den första SiC-substratskivan kom ut på marknaden. Inom vissa områden, såsom lysdioder, högfrekventa högeffekts- och högspänningskomponenter, har SiC-komponenter använts kommersiellt i stor utsträckning. Utvecklingen går snabbt. Efter nästan 10 års utveckling har SiC-komponentprocessen kunnat tillverka kommersiella komponenttyper. Ett antal företag som representeras av Cree har börjat erbjuda kommersiella produkter av SiC-komponenter. Inhemska forskningsinstitut och universitet har också gjort glädjande framsteg inom SiC-materialtillväxt och komponenttillverkningsteknik. Även om SiC-materialet har mycket överlägsna fysikaliska och kemiska egenskaper, och även SiC-komponenttekniken är mogen, är prestandan hos SiC-komponenter och kretsar inte överlägsen. Dessutom behöver SiC-materialet och komponentprocessen ständigt förbättras. Mer ansträngningar bör göras för att dra nytta av SiC-material genom att optimera S5C-komponentstrukturen eller föreslå nya komponentstrukturer.
För närvarande fokuserar forskningen kring SiC-komponenter huvudsakligen på diskreta komponenter. För varje typ av komponentstruktur är den initiala forskningen att helt enkelt transplantera motsvarande Si- eller GaAs-komponentstruktur till SiC utan att optimera komponentstrukturen. Eftersom det inneboende oxidskiktet i SiC är detsamma som Si, vilket är SiO2, innebär det att de flesta Si-komponenter, särskilt m-pa-komponenter, kan tillverkas på SiC. Även om det bara är en enkel transplantation har vissa av de erhållna komponenterna uppnått tillfredsställande resultat, och vissa av komponenterna har redan kommit ut på fabriksmarknaden.
SiC-optoelektroniska komponenter, särskilt blåljusdioder (BLU-ray-LED), kom ut på marknaden i början av 1990-talet och är de första massproducerade SiC-komponenterna. Högspännings-SiC Schottky-dioder, SiC RF-effekttransistorer, SiC MOSFET och mesFET finns också kommersiellt tillgängliga. Naturligtvis är prestandan hos alla dessa SiC-produkter långt ifrån att uppfylla SiC-materialens superegenskaper, och den starkare funktionen och prestandan hos SiC-komponenter behöver fortfarande undersökas och utvecklas. Sådana enkla transplantationer kan ofta inte fullt ut utnyttja fördelarna med SiC-material. Även när det gäller vissa fördelar med SiC-komponenter kan vissa av de SiC-komponenter som ursprungligen tillverkades inte matcha prestandan hos motsvarande Si- eller CaAs-komponenter.
För att bättre omvandla fördelarna med SiC-materialets egenskaper till fördelarna med SiC-komponenter studerar vi för närvarande hur man kan optimera komponenttillverkningsprocessen och komponentstrukturen eller utveckla nya strukturer och processer för att förbättra SiC-komponenters funktion och prestanda.
Publiceringstid: 23 augusti 2022