Η συσκευή ημιαγωγών είναι ο πυρήνας του σύγχρονου βιομηχανικού εξοπλισμού μηχανών, που χρησιμοποιείται ευρέως σε υπολογιστές, ηλεκτρονικά είδη ευρείας κατανάλωσης, επικοινωνίες δικτύου, ηλεκτρονικά αυτοκινήτων και άλλους τομείς του πυρήνα, η βιομηχανία ημιαγωγών αποτελείται κυρίως από τέσσερα βασικά στοιχεία: ολοκληρωμένα κυκλώματα, οπτοηλεκτρονικές συσκευές, διακριτή συσκευή, αισθητήρας, που αντιπροσωπεύει περισσότερο από το 80% των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων, τόσο συχνά και ισοδύναμο ημιαγωγών και ολοκληρωμένων κυκλωμάτων.
Το ολοκληρωμένο κύκλωμα, σύμφωνα με την κατηγορία προϊόντων χωρίζεται κυρίως σε τέσσερις κατηγορίες: μικροεπεξεργαστής, μνήμη, λογικές συσκευές, μέρη προσομοιωτή. Ωστόσο, με τη συνεχή επέκταση του πεδίου εφαρμογής των συσκευών ημιαγωγών, πολλές ειδικές περιπτώσεις απαιτούν από τους ημιαγωγούς να είναι σε θέση να προσκολλώνται στη χρήση υψηλής θερμοκρασίας, ισχυρής ακτινοβολίας, υψηλής ισχύος και άλλων περιβαλλόντων, να μην βλάπτουν, την πρώτη και τη δεύτερη γενιά Τα υλικά ημιαγωγών είναι ανίσχυρα, έτσι δημιουργήθηκε η τρίτη γενιά υλικών ημιαγωγών.
Προς το παρόν, τα υλικά ημιαγωγών ευρείας ζώνης που αντιπροσωπεύονται απόκαρβίδιο του πυριτίου(SiC), το νιτρίδιο του γαλλίου (GaN), το οξείδιο του ψευδαργύρου (ZnO), το διαμάντι, το νιτρίδιο του αργιλίου (AlN) καταλαμβάνουν την κυρίαρχη αγορά με μεγαλύτερα πλεονεκτήματα, που συλλογικά αναφέρονται ως τα υλικά ημιαγωγών τρίτης γενιάς. Η τρίτη γενιά υλικών ημιαγωγών με μεγαλύτερο πλάτος διάκενου ζώνης, τόσο υψηλότερο είναι το ηλεκτρικό πεδίο διάσπασης, η θερμική αγωγιμότητα, ο ηλεκτρονικός κορεσμένος ρυθμός και η υψηλότερη ικανότητα αντίστασης στην ακτινοβολία, πιο κατάλληλη για την κατασκευή συσκευών υψηλής θερμοκρασίας, υψηλής συχνότητας, αντίστασης στην ακτινοβολία και υψηλής ισχύος , συνήθως γνωστά ως υλικά ημιαγωγών ευρείας ζώνης (το απαγορευμένο πλάτος ζώνης είναι μεγαλύτερο από 2,2 eV), ονομάζονται επίσης υλικά ημιαγωγών υψηλής θερμοκρασίας. Από την τρέχουσα έρευνα για υλικά και συσκευές ημιαγωγών τρίτης γενιάς, τα ημιαγωγικά υλικά καρβιδίου του πυριτίου και νιτριδίου του γαλλίου είναι πιο ώριμα καιτεχνολογία καρβιδίου του πυριτίουείναι η πιο ώριμη, ενώ η έρευνα για το οξείδιο του ψευδαργύρου, το διαμάντι, το νιτρίδιο του αργιλίου και άλλα υλικά βρίσκεται ακόμη σε αρχικό στάδιο.
Υλικά και Ιδιότητες:
Καρβίδιο του πυριτίουΤο υλικό χρησιμοποιείται ευρέως σε κεραμικά ρουλεμάν, βαλβίδες, υλικά ημιαγωγών, γυροσκόπια, όργανα μέτρησης, αεροδιαστημική και άλλα πεδία, έχει γίνει ένα αναντικατάστατο υλικό σε πολλούς βιομηχανικούς τομείς.
Το SiC είναι ένα είδος φυσικού υπερπλέγματος και ένας τυπικός ομοιογενής πολύτυπος. Υπάρχουν περισσότερες από 200 (επί του παρόντος γνωστές) ομοτυπικές πολυτυπικές οικογένειες λόγω της διαφοράς στην αλληλουχία πλήρωσης μεταξύ των διατομικών στρωμάτων Si και C, η οποία οδηγεί σε διαφορετικές κρυσταλλικές δομές. Ως εκ τούτου, το SiC είναι πολύ κατάλληλο για τη νέα γενιά υλικού υποστρώματος διόδων εκπομπής φωτός (LED), ηλεκτρονικών υλικών υψηλής ισχύος.
| χαρακτηριστικός | |
| φυσική ιδιοκτησία | Υψηλή σκληρότητα (3000kg/mm), μπορεί να κόψει ρουμπίνι |
| Υψηλή αντοχή στη φθορά, δεύτερη μετά το διαμάντι | |
| Η θερμική αγωγιμότητα είναι 3 φορές υψηλότερη από αυτή του Si και 8 ~ 10 φορές υψηλότερη από αυτή του GaAs. | |
| Η θερμική σταθερότητα του SiC είναι υψηλή και είναι αδύνατο να λιώσει σε ατμοσφαιρική πίεση | |
| Η καλή απόδοση απαγωγής θερμότητας είναι πολύ σημαντική για συσκευές υψηλής ισχύος | |
|
χημική ιδιότητα | Πολύ ισχυρή αντοχή στη διάβρωση, ανθεκτική σε σχεδόν οποιοδήποτε γνωστό διαβρωτικό παράγοντα σε θερμοκρασία δωματίου |
| Η επιφάνεια του SiC οξειδώνεται εύκολα για να σχηματίσει SiO, λεπτό στρώμα, που μπορεί να αποτρέψει την περαιτέρω οξείδωσή του Πάνω από 1700℃, το φιλμ οξειδίου λιώνει και οξειδώνεται γρήγορα | |
| Το bandgap του 4H-SIC και του 6H-SIC είναι περίπου 3 φορές μεγαλύτερο του Si και 2 φορές του GaAs: Η ένταση του ηλεκτρικού πεδίου διάσπασης είναι μια τάξη μεγέθους μεγαλύτερη από το Si και η ταχύτητα μετατόπισης ηλεκτρονίων είναι κορεσμένη Δυόμισι φορές το Si. Το bandgap του 4H-SIC είναι μεγαλύτερο από αυτό του 6H-SIC |
Ώρα δημοσίευσης: Αύγ-01-2022