Полупроводниковото устройство е ядрото на модерното индустриално машинно оборудване, широко използвано в компютри, потребителска електроника, мрежови комуникации, автомобилна електроника и други области на ядрото, полупроводниковата индустрия се състои главно от четири основни компонента: интегрални схеми, оптоелектронни устройства, дискретно устройство, сензор, което представлява повече от 80% от интегралните схеми, така че често и еквивалент на полупроводници и интегрални схеми.
Интегралната схема според категорията на продукта е разделена главно на четири категории: микропроцесор, памет, логически устройства, симулаторни части. Въпреки това, с непрекъснатото разширяване на областта на приложение на полупроводникови устройства, много специални случаи изискват полупроводниците да могат да се придържат към използването на висока температура, силна радиация, висока мощност и други среди, да не увреждат, първото и второто поколение на полупроводниковите материали са безсилни, така че се появи третото поколение полупроводникови материали.
Понастоящем полупроводниковите материали с широка забранена лента, представени отсилициев карбид(SiC), галиев нитрид (GaN), цинков оксид (ZnO), диамант, алуминиев нитрид (AlN) заемат доминиращия пазар с по-големи предимства, наричани общо трето поколение полупроводникови материали. Третото поколение полупроводникови материали с по-широка ширина на забранената лента, толкова по-високо е електрическото поле на пробив, топлопроводимостта, скоростта на електронно насищане и по-високата способност за устойчивост на радиация, по-подходящи за създаване на устройства с висока температура, висока честота, устойчивост на радиация и висока мощност , обикновено известни като широкозонови полупроводникови материали (ширината на забранената лента е по-голяма от 2,2 eV), наричани също високотемпературни полупроводникови материали. От настоящите изследвания на полупроводникови материали и устройства от трето поколение, полупроводниковите материали от силициев карбид и галиев нитрид са по-зрели итехнология на силициев карбиде най-зрелият, докато изследванията върху цинков оксид, диамант, алуминиев нитрид и други материали са все още в начален етап.
Материали и техните свойства:
Силициев карбидматериалът се използва широко в керамични сачмени лагери, вентили, полупроводникови материали, жироскопи, измервателни уреди, космическа техника и други области, превърнал се е в незаменим материал в много индустриални области.
SiC е вид естествена свръхрешетка и типичен хомогенен политип. Има повече от 200 (известни в момента) хомотипни политипни семейства поради разликата в последователността на опаковане между двуатомните слоеве Si и C, което води до различни кристални структури. Следователно SiC е много подходящ за новото поколение субстратен материал за светодиоди (LED), електронни материали с висока мощност.
| характеристика | |
| физическа собственост | Висока твърдост (3000 kg/mm), може да реже рубин |
| Висока устойчивост на износване, на второ място след диаманта | |
| Топлопроводимостта е 3 пъти по-висока от тази на Si и 8~10 пъти по-висока от тази на GaAs. | |
| Термичната стабилност на SiC е висока и е невъзможно да се стопи при атмосферно налягане | |
| Доброто разсейване на топлината е много важно за устройствата с висока мощност | |
|
химическо свойство | Много силна устойчивост на корозия, устойчива на почти всеки известен корозивен агент при стайна температура |
| Повърхността на SiC лесно се окислява, за да образува тънък слой SiO, който може да предотврати по-нататъшното му окисление, в Над 1700 ℃ оксидният филм се топи и окислява бързо | |
| Забранената зона на 4H-SIC и 6H-SIC е около 3 пъти по-голяма от тази на Si и 2 пъти по-голяма от тази на GaAs: Интензитетът на пробивното електрическо поле е с порядък по-висок от Si, а скоростта на дрейфа на електроните е наситена Два пъти и половина Si. Забранената лента на 4H-SIC е по-широка от тази на 6H-SIC |
Време на публикуване: 01 август 2022 г