Ως νέος τύπος υλικού ημιαγωγών, το SiC έχει γίνει το πιο σημαντικό ημιαγωγικό υλικό για την κατασκευή οπτοηλεκτρονικών συσκευών μικρού μήκους κύματος, συσκευών υψηλής θερμοκρασίας, συσκευών αντίστασης στην ακτινοβολία και ηλεκτρονικών συσκευών υψηλής ισχύος/υψηλής ισχύος λόγω των εξαιρετικών φυσικών και χημικών ιδιοτήτων του και ηλεκτρικές ιδιότητες. Ειδικά όταν εφαρμόζεται υπό ακραίες και σκληρές συνθήκες, τα χαρακτηριστικά των συσκευών SiC υπερβαίνουν κατά πολύ εκείνα των συσκευών Si και των συσκευών GaAs. Ως εκ τούτου, οι συσκευές SiC και τα διάφορα είδη αισθητήρων έχουν γίνει σταδιακά μία από τις βασικές συσκευές, παίζοντας όλο και πιο σημαντικό ρόλο.
Οι συσκευές και τα κυκλώματα SiC αναπτύχθηκαν γρήγορα από τη δεκαετία του 1980, ειδικά από το 1989 όταν η πρώτη γκοφρέτα υποστρώματος SiC εισήλθε στην αγορά. Σε ορισμένους τομείς, όπως οι δίοδοι εκπομπής φωτός, οι συσκευές υψηλής ισχύος και υψηλής τάσης υψηλής συχνότητας, οι συσκευές SiC έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως στο εμπόριο. Η ανάπτυξη είναι ραγδαία. Μετά από σχεδόν 10 χρόνια ανάπτυξης, η διαδικασία της συσκευής SiC κατάφερε να κατασκευάσει εμπορικές συσκευές. Ορισμένες εταιρείες που εκπροσωπούνται από την Cree έχουν αρχίσει να προσφέρουν εμπορικά προϊόντα συσκευών SiC. Τα εγχώρια ερευνητικά ιδρύματα και τα πανεπιστήμια έχουν επίσης επιτύχει ικανοποιητικά επιτεύγματα στην ανάπτυξη υλικών SiC και στην τεχνολογία κατασκευής συσκευών. Αν και το υλικό SiC έχει πολύ ανώτερες φυσικές και χημικές ιδιότητες και η τεχνολογία της συσκευής SiC είναι επίσης ώριμη, αλλά η απόδοση των συσκευών και κυκλωμάτων SiC δεν είναι ανώτερη. Εκτός από το υλικό SiC και η διαδικασία της συσκευής πρέπει να βελτιώνονται συνεχώς. Θα πρέπει να καταβληθούν περισσότερες προσπάθειες για τον τρόπο αξιοποίησης των υλικών SiC βελτιστοποιώντας τη δομή της συσκευής S5C ή προτείνοντας νέα δομή συσκευής.
Επί του παρόντος. Η έρευνα των συσκευών SiC επικεντρώνεται κυρίως σε διακριτές συσκευές. Για κάθε τύπο δομής συσκευής, η αρχική έρευνα είναι απλώς η μεταμόσχευση της αντίστοιχης δομής συσκευής Si ή GaAs σε SiC χωρίς βελτιστοποίηση της δομής της συσκευής. Δεδομένου ότι το ενδογενές στρώμα οξειδίου του SiC είναι το ίδιο με το Si, το οποίο είναι SiO2, σημαίνει ότι οι περισσότερες συσκευές Si, ειδικά οι συσκευές m-pa, μπορούν να κατασκευαστούν σε SiC. Αν και πρόκειται μόνο για μια απλή μεταμόσχευση, ορισμένες από τις συσκευές που αποκτήθηκαν έχουν επιτύχει ικανοποιητικά αποτελέσματα και ορισμένες από τις συσκευές έχουν ήδη εισέλθει στην αγορά του εργοστασίου.
Οι οπτοηλεκτρονικές συσκευές SiC, ιδιαίτερα οι δίοδοι εκπομπής μπλε φωτός (BLU-ray led), έχουν εισέλθει στην αγορά στις αρχές της δεκαετίας του 1990 και είναι οι πρώτες συσκευές SiC μαζικής παραγωγής. Οι δίοδοι SiC Schottky υψηλής τάσης, τα τρανζίστορ ισχύος SiC RF, τα MOSFET SiC και τα mesFET είναι επίσης διαθέσιμα στο εμπόριο. Φυσικά, η απόδοση όλων αυτών των προϊόντων SiC απέχει πολύ από το να παίζει τα εξαιρετικά χαρακτηριστικά των υλικών SiC και η ισχυρότερη λειτουργία και απόδοση των συσκευών SiC πρέπει ακόμα να ερευνηθεί και να αναπτυχθεί. Τέτοιες απλές μεταμοσχεύσεις συχνά δεν μπορούν να εκμεταλλευτούν πλήρως τα πλεονεκτήματα των υλικών SiC. Ακόμη και στον τομέα ορισμένων πλεονεκτημάτων των συσκευών SiC. Ορισμένες από τις συσκευές SiC που κατασκευάστηκαν αρχικά δεν μπορούν να ταιριάζουν με την απόδοση των αντίστοιχων συσκευών Si ή CaAs.
Προκειμένου να μετατρέψουμε καλύτερα τα πλεονεκτήματα των χαρακτηριστικών του υλικού SiC σε πλεονεκτήματα των συσκευών SiC, μελετάμε επί του παρόντος πώς να βελτιστοποιήσουμε τη διαδικασία κατασκευής συσκευών και τη δομή της συσκευής ή να αναπτύξουμε νέες δομές και νέες διαδικασίες για τη βελτίωση της λειτουργίας και της απόδοσης των συσκευών SiC.
Ώρα δημοσίευσης: Αυγ-23-2022