మూడవ తరం సెమీకండక్టర్ సర్ఫేస్ -SiC (సిలికాన్ కార్బైడ్) పరికరాలు మరియు వాటి అనువర్తనాలు

కొత్త రకం సెమీకండక్టర్ పదార్థంగా, SiC దాని అద్భుతమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలు మరియు విద్యుత్ లక్షణాల కారణంగా స్వల్ప-తరంగదైర్ఘ్య ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, అధిక ఉష్ణోగ్రత పరికరాలు, రేడియేషన్ నిరోధక పరికరాలు మరియు అధిక శక్తి/అధిక శక్తి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల తయారీకి అత్యంత ముఖ్యమైన సెమీకండక్టర్ పదార్థంగా మారింది. ముఖ్యంగా తీవ్రమైన మరియు కఠినమైన పరిస్థితులలో వర్తించినప్పుడు, SiC పరికరాల లక్షణాలు Si పరికరాలు మరియు GaAs పరికరాల కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయి. అందువల్ల, SiC పరికరాలు మరియు వివిధ రకాల సెన్సార్లు క్రమంగా కీలకమైన పరికరాలలో ఒకటిగా మారాయి, మరింత ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తున్నాయి.

1980ల నుండి, ముఖ్యంగా 1989లో మొదటి SiC సబ్‌స్ట్రేట్ వేఫర్ మార్కెట్‌లోకి ప్రవేశించినప్పటి నుండి SiC పరికరాలు మరియు సర్క్యూట్‌లు వేగంగా అభివృద్ధి చెందాయి. కాంతి-ఉద్గార డయోడ్‌లు, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ హై-పవర్ మరియు అధిక-వోల్టేజ్ పరికరాలు వంటి కొన్ని రంగాలలో, SiC పరికరాలు వాణిజ్యపరంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. అభివృద్ధి వేగంగా ఉంది. దాదాపు 10 సంవత్సరాల అభివృద్ధి తర్వాత, SiC పరికర ప్రక్రియ వాణిజ్య పరికరాలను తయారు చేయగలిగింది. క్రీ ప్రాతినిధ్యం వహిస్తున్న అనేక కంపెనీలు SiC పరికరాల వాణిజ్య ఉత్పత్తులను అందించడం ప్రారంభించాయి. దేశీయ పరిశోధనా సంస్థలు మరియు విశ్వవిద్యాలయాలు కూడా SiC పదార్థ పెరుగుదల మరియు పరికర తయారీ సాంకేతికతలో సంతోషకరమైన విజయాలు సాధించాయి. SiC పదార్థం చాలా ఉన్నతమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, మరియు SiC పరికర సాంకేతికత కూడా పరిణతి చెందినది, కానీ SiC పరికరాలు మరియు సర్క్యూట్‌ల పనితీరు ఉన్నతమైనది కాదు. SiC పదార్థం మరియు పరికర ప్రక్రియతో పాటు నిరంతరం మెరుగుపరచాల్సిన అవసరం ఉంది. S5C పరికర నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా లేదా కొత్త పరికర నిర్మాణాన్ని ప్రతిపాదించడం ద్వారా SiC పదార్థాల ప్రయోజనాన్ని ఎలా పొందాలో మరిన్ని ప్రయత్నాలు చేయాలి.

ప్రస్తుతం. SiC పరికరాల పరిశోధన ప్రధానంగా వివిక్త పరికరాలపై దృష్టి పెడుతుంది. ప్రతి రకమైన పరికర నిర్మాణం కోసం, పరికర నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయకుండా సంబంధిత Si లేదా GaAs పరికర నిర్మాణాన్ని SiCకి మార్పిడి చేయడం ప్రారంభ పరిశోధన. SiC యొక్క అంతర్గత ఆక్సైడ్ పొర Si వలె ఉంటుంది, అంటే SiO2, కాబట్టి చాలా Si పరికరాలు, ముఖ్యంగా m-pa పరికరాలు, SiCలో తయారు చేయబడతాయి. ఇది ఒక సాధారణ మార్పిడి మాత్రమే అయినప్పటికీ, పొందిన కొన్ని పరికరాలు సంతృప్తికరమైన ఫలితాలను సాధించాయి మరియు కొన్ని పరికరాలు ఇప్పటికే ఫ్యాక్టరీ మార్కెట్‌లోకి ప్రవేశించాయి.

SiC ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, ముఖ్యంగా నీలి కాంతి ఉద్గార డయోడ్‌లు (BLU-ray leds), 1990ల ప్రారంభంలో మార్కెట్‌లోకి ప్రవేశించాయి మరియు ఇవి మొట్టమొదటిగా భారీగా ఉత్పత్తి చేయబడిన SiC పరికరాలు. హై వోల్టేజ్ SiC షాట్కీ డయోడ్‌లు, SiC RF పవర్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు, SiC MOSFETలు మరియు mesFETలు కూడా వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్నాయి. వాస్తవానికి, ఈ అన్ని SiC ఉత్పత్తుల పనితీరు SiC పదార్థాల సూపర్ లక్షణాలను ప్లే చేయడానికి చాలా దూరంగా ఉంది మరియు SiC పరికరాల బలమైన పనితీరు మరియు పనితీరును ఇంకా పరిశోధించి అభివృద్ధి చేయవలసి ఉంది. ఇటువంటి సాధారణ మార్పిడి తరచుగా SiC పదార్థాల ప్రయోజనాలను పూర్తిగా ఉపయోగించుకోలేవు. SiC పరికరాల యొక్క కొన్ని ప్రయోజనాల ప్రాంతంలో కూడా. ప్రారంభంలో తయారు చేయబడిన కొన్ని SiC పరికరాలు సంబంధిత Si లేదా CaAs పరికరాల పనితీరుతో సరిపోలలేవు.

SiC మెటీరియల్ లక్షణాల ప్రయోజనాలను SiC పరికరాల ప్రయోజనాలుగా మెరుగ్గా మార్చడానికి, మేము ప్రస్తుతం పరికర తయారీ ప్రక్రియ మరియు పరికర నిర్మాణాన్ని ఎలా ఆప్టిమైజ్ చేయాలో లేదా SiC పరికరాల పనితీరు మరియు పనితీరును మెరుగుపరచడానికి కొత్త నిర్మాణాలు మరియు కొత్త ప్రక్రియలను ఎలా అభివృద్ధి చేయాలో అధ్యయనం చేస్తున్నాము.