Als neuartiges Halbleitermaterial ist SiC aufgrund seiner hervorragenden physikalischen und chemischen Eigenschaften zum wichtigsten Halbleitermaterial für die Herstellung von kurzwelligen optoelektronischen Bauelementen, Hochtemperaturbauelementen, Strahlungswiderstandsbauelementen und elektronischen Hochleistungs-/Hochleistungsbauelementen geworden elektrische Eigenschaften. Insbesondere beim Einsatz unter extremen und rauen Bedingungen übertreffen die Eigenschaften von SiC-Geräten die von Si-Geräten und GaAs-Geräten bei weitem. Daher sind SiC-Geräte und verschiedene Arten von Sensoren nach und nach zu Schlüsselgeräten geworden und spielen eine immer wichtigere Rolle.
SiC-Geräte und -Schaltkreise haben sich seit den 1980er Jahren rasant weiterentwickelt, insbesondere seit 1989, als der erste SiC-Substratwafer auf den Markt kam. In einigen Bereichen wie Leuchtdioden, Hochfrequenz-Hochleistungs- und Hochspannungsgeräten werden SiC-Geräte kommerziell häufig eingesetzt. Die Entwicklung ist rasant. Nach fast zehnjähriger Entwicklungszeit konnte mit dem SiC-Geräteprozess kommerzielle Geräte hergestellt werden. Eine Reihe von Unternehmen, die von Cree vertreten werden, haben damit begonnen, kommerzielle Produkte aus SiC-Geräten anzubieten. Auch inländische Forschungsinstitute und Universitäten haben erfreuliche Erfolge bei der Entwicklung von SiC-Materialien und der Geräteherstellungstechnologie erzielt. Obwohl das SiC-Material sehr überlegene physikalische und chemische Eigenschaften aufweist und die SiC-Gerätetechnologie ebenfalls ausgereift ist, ist die Leistung von SiC-Geräten und -Schaltkreisen nicht überlegen. Neben dem SiC-Material müssen auch der Geräteprozess ständig verbessert werden. Es sollten mehr Anstrengungen unternommen werden, um die Vorteile von SiC-Materialien zu nutzen, indem die S5C-Gerätestruktur optimiert oder eine neue Gerätestruktur vorgeschlagen wird.
Derzeit. Die Forschung zu SiC-Bauelementen konzentriert sich hauptsächlich auf diskrete Bauelemente. Für jede Art von Gerätestruktur besteht die anfängliche Forschung darin, einfach die entsprechende Si- oder GaAs-Gerätestruktur auf SiC zu übertragen, ohne die Gerätestruktur zu optimieren. Da die intrinsische Oxidschicht von SiC mit der von Si (SiO2) identisch ist, bedeutet dies, dass die meisten Si-Geräte, insbesondere m-pa-Geräte, auf SiC hergestellt werden können. Obwohl es sich nur um eine einfache Transplantation handelt, haben einige der erhaltenen Geräte zufriedenstellende Ergebnisse erzielt, und einige der Geräte sind bereits auf dem Fabrikmarkt erhältlich.
Optoelektronische SiC-Geräte, insbesondere blaue Leuchtdioden (BLU-ray-LEDs), kamen Anfang der 1990er Jahre auf den Markt und waren die ersten in Massenproduktion hergestellten SiC-Geräte. Hochspannungs-SiC-Schottky-Dioden, SiC-HF-Leistungstransistoren, SiC-MOSFETs und MesFETs sind ebenfalls im Handel erhältlich. Natürlich ist die Leistung all dieser SiC-Produkte weit davon entfernt, die hervorragenden Eigenschaften von SiC-Materialien zu erreichen, und die stärkere Funktion und Leistung von SiC-Geräten muss noch erforscht und entwickelt werden. Solche einfachen Transplantate können die Vorteile von SiC-Materialien oft nicht voll ausschöpfen. Auch im Bereich einiger Vorteile von SiC-Geräten. Einige der ursprünglich hergestellten SiC-Geräte können nicht mit der Leistung der entsprechenden Si- oder CaAs-Geräte mithalten.
Um die Vorteile der SiC-Materialeigenschaften besser in die Vorteile von SiC-Geräten umzuwandeln, untersuchen wir derzeit, wie wir den Geräteherstellungsprozess und die Gerätestruktur optimieren oder neue Strukturen und neue Prozesse entwickeln können, um die Funktion und Leistung von SiC-Geräten zu verbessern.
Zeitpunkt der Veröffentlichung: 23. August 2022