Напівпровідниковий пристрій є основою сучасного промислового машинного обладнання, широко використовується в комп'ютерах, побутовій електроніці, мережевому зв'язку, автомобільній електроніці та інших галузях. Напівпровідникова промисловість складається в основному з чотирьох основних компонентів: інтегральних схем, оптоелектронних пристроїв, дискретних пристроїв та датчиків, на які припадає понад 80% інтегральних схем, тому часто використовуються напівпровідникові та інтегральні схеми як еквіваленти.
Інтегральні схеми, залежно від категорії продукту, в основному поділяються на чотири категорії: мікропроцесор, пам'ять, логічні пристрої, компоненти симулятора. Однак, з постійним розширенням сфери застосування напівпровідникових приладів, у багатьох особливих випадках напівпровідники повинні бути стійкими до високих температур, сильного випромінювання, високої потужності та інших середовищ, не пошкоджуючись. Перше та друге покоління напівпровідникових матеріалів є безпотужними, тому з'явилося третє покоління напівпровідникових матеріалів.
Наразі широкозонні напівпровідникові матеріали представленікарбід кремнію(SiC), нітрид галію (GaN), оксид цинку (ZnO), алмаз, нітрид алюмінію (AlN) займають домінуюче місце на ринку з більшими перевагами, які разом називають напівпровідниковими матеріалами третього покоління. Напівпровідникові матеріали третього покоління мають ширшу заборонену зону, вищу пробивну електричну силу, теплопровідність, швидкість насичення електронів та вищу стійкість до випромінювання, що робить їх більш придатними для виготовлення високотемпературних, високочастотних, радіаційно стійких та потужних пристроїв, зазвичай відомих як широкозонні напівпровідникові матеріали (ширина забороненої зони більше 2,2 еВ), також звані високотемпературними напівпровідниковими матеріалами. Згідно з сучасними дослідженнями напівпровідникових матеріалів та пристроїв третього покоління, карбід кремнію та нітрид галію є більш зрілими напівпровідниковими матеріалами, ітехнологія карбіду кремніює найзрілішим, тоді як дослідження оксиду цинку, алмазу, нітриду алюмінію та інших матеріалів все ще перебувають на початковій стадії.
Матеріали та їх властивості:
Карбід кремніюМатеріал широко використовується в керамічних кулькових підшипниках, клапанах, напівпровідникових матеріалах, гіроскопах, вимірювальних приладах, аерокосмічній та інших галузях, став незамінним матеріалом у багатьох промислових галузях.
SiC – це різновид природної надґратки та типовий однорідний політип. Існує понад 200 (наразі відомих) гомотипних політипних сімейств через різницю в послідовності упаковки між двоатомними шарами Si та C, що призводить до різних кристалічних структур. Тому SiC дуже підходить для нового покоління матеріалів для підкладок світлодіодів (LED) та потужних електронних матеріалів.
| характеристика | |
| фізична власність | Висока твердість (3000 кг/мм), може різати рубін |
| Висока зносостійкість, поступається лише алмазу | |
| Теплопровідність у 3 рази вища, ніж у Si, і у 8~10 разів вища, ніж у GaAs. | |
| Термічна стабільність SiC висока, і він не може розплавитися за атмосферного тиску. | |
| Гарна тепловіддача дуже важлива для потужних пристроїв. | |
|
хімічна властивість | Дуже висока стійкість до корозії, стійкість до практично будь-якого відомого агресивного агента за кімнатної температури |
| Поверхня SiC легко окислюється, утворюючи тонкий шар SiO2, що може запобігти його подальшому окисленню. Вище 1700℃ оксидна плівка плавиться та швидко окислюється | |
| Ширина забороненої зони 4H-SIC та 6H-SIC приблизно в 3 рази більша, ніж у Si, та в 2 рази, ніж у GaAs: Напруженість пробивного електричного поля на порядок вища, ніж у Si, а швидкість дрейфу електронів насичується У два з половиною рази більше Si. Ширина забороненої зони 4H-SIC ширша, ніж у 6H-SIC. |
Час публікації: 01 серпня 2022 р.