Yeni bir yarı iletken malzeme türü olan SiC, mükemmel fiziksel, kimyasal ve elektriksel özellikleri sayesinde kısa dalga boylu optoelektronik cihazlar, yüksek sıcaklık cihazları, radyasyona dayanıklı cihazlar ve yüksek güçlü elektronik cihazların üretiminde en önemli yarı iletken malzeme haline gelmiştir. Özellikle aşırı ve zorlu koşullar altında uygulandığında, SiC cihazlarının özellikleri Si ve GaAs cihazlarının özelliklerini çok aşmaktadır. Bu nedenle, SiC cihazları ve çeşitli sensörler giderek daha önemli bir rol oynayan kilit cihazlardan biri haline gelmiştir.
SiC cihazları ve devreleri, özellikle ilk SiC alt tabaka levhasının piyasaya sürüldüğü 1989 yılından bu yana, 1980'lerden itibaren hızla gelişmiştir. Işık yayan diyotlar, yüksek frekanslı yüksek güçlü ve yüksek voltajlı cihazlar gibi bazı alanlarda SiC cihazları ticari olarak yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Gelişim hızlıdır. Yaklaşık 10 yıllık bir geliştirme sürecinin ardından, SiC cihaz üretim süreci ticari cihazların üretilmesini mümkün kılmıştır. Cree tarafından temsil edilen birçok şirket, SiC cihazlarının ticari ürünlerini sunmaya başlamıştır. Yerli araştırma enstitüleri ve üniversiteler de SiC malzeme büyümesi ve cihaz üretim teknolojisinde memnuniyet verici başarılar elde etmiştir. SiC malzemesinin çok üstün fiziksel ve kimyasal özelliklere sahip olmasına ve SiC cihaz teknolojisinin de olgunlaşmış olmasına rağmen, SiC cihazlarının ve devrelerinin performansı üstün değildir. SiC malzemesi ve cihaz üretim sürecinin sürekli olarak iyileştirilmesinin yanı sıra, S5C cihaz yapısını optimize ederek veya yeni cihaz yapıları önererek SiC malzemelerinden nasıl yararlanılacağına daha fazla çaba harcanmalıdır.
Şu anda, SiC cihazlarının araştırması esas olarak ayrık cihazlara odaklanmaktadır. Her cihaz yapısı türü için, ilk araştırma, cihaz yapısını optimize etmeden, karşılık gelen Si veya GaAs cihaz yapısını SiC'ye basitçe aktarmaktan ibarettir. SiC'nin içsel oksit tabakası Si ile aynı, yani SiO2 olduğundan, çoğu Si cihazı, özellikle m-pa cihazları, SiC üzerinde üretilebilir. Sadece basit bir aktarım olmasına rağmen, elde edilen bazı cihazlar tatmin edici sonuçlar vermiştir ve bazı cihazlar zaten fabrika pazarına girmiştir.
SiC optoelektronik cihazlar, özellikle mavi ışık yayan diyotlar (BLUD'lar), 1990'ların başlarında piyasaya girmiş ve seri üretilen ilk SiC cihazları olmuştur. Yüksek voltajlı SiC Schottky diyotlar, SiC RF güç transistörleri, SiC MOSFET'ler ve mesFET'ler de ticari olarak mevcuttur. Elbette, tüm bu SiC ürünlerinin performansı, SiC malzemelerinin süper özelliklerini sergilemekten uzaktır ve SiC cihazlarının daha güçlü işlev ve performansı için araştırma ve geliştirme çalışmaları hala gereklidir. Bu tür basit aktarımlar, SiC malzemelerinin avantajlarından tam olarak yararlanamaz. Hatta SiC cihazlarının bazı avantajları alanında bile, başlangıçta üretilen bazı SiC cihazları, karşılık gelen Si veya CaAs cihazlarının performansına ulaşamaz.
SiC malzemesinin özelliklerinin avantajlarını SiC cihazlarının avantajlarına daha iyi dönüştürmek için, şu anda cihaz üretim sürecini ve cihaz yapısını optimize etmeyi veya SiC cihazlarının işlevini ve performansını iyileştirmek için yeni yapılar ve yeni süreçler geliştirmeyi araştırıyoruz.
Yayın tarihi: 23 Ağustos 2022