Puolijohdelaite on nykyaikaisen teollisuuskonelaitteiston ydin, jota käytetään laajalti tietokoneissa, kulutuselektroniikassa, verkkoviestinnässä, autoelektroniikassa ja muilla ytimen alueilla, puolijohdeteollisuus koostuu pääasiassa neljästä peruskomponentista: integroidut piirit, optoelektroniset laitteet, erillinen laite, anturi, joka muodostaa yli 80% integroiduista piireistä, niin usein ja puolijohde ja integroitu piiri vastaavat.
Integroitu piiri, tuoteluokan mukaan, jaetaan pääasiassa neljään luokkaan: mikroprosessori, muisti, logiikkalaitteet, simulaattorin osat. Puolijohdelaitteiden käyttöalueen jatkuvan laajentumisen myötä monet erikoistilanteet edellyttävät kuitenkin, että puolijohteet kestävät korkeita lämpötiloja, voimakasta säteilyä, suurta tehoa ja muita ympäristöjä, eivät vahingoita ensimmäisen ja toisen sukupolven puolijohdemateriaalit ovat voimattomia, joten puolijohdemateriaalien kolmas sukupolvi syntyi.
Tällä hetkellä laajakaistaiset puolijohdemateriaalit edustavatpiikarbidi(SiC), galliumnitridillä (GaN), sinkkioksidilla (ZnO), timantilla, alumiininitridillä (AlN) on hallitsevat markkinat suuremmilla eduilla, joita kutsutaan yhteisesti kolmannen sukupolven puolijohdemateriaaliksi. Kolmas sukupolvi puolijohdemateriaaleja, joilla on leveämpi kaistaväli, sitä suurempi läpilyönti sähkökenttä, lämmönjohtavuus, elektroninen kyllästysnopeus ja suurempi kyky vastustaa säteilyä, sopivampi korkean lämpötilan, korkean taajuuden, säteilyn kestävyyden ja suuritehoisten laitteiden valmistukseen , joka tunnetaan yleensä laajakaistaisena puolijohdemateriaalina (kielletty kaistanleveys on suurempi kuin 2,2 eV), jota kutsutaan myös korkean lämpötilan puolijohdemateriaaleiksi. Kolmannen sukupolven puolijohdemateriaaleja ja -laitteita koskevan nykyisen tutkimuksen perusteella piikarbidi- ja galliumnitridipuolijohdemateriaalit ovat kypsempiä, japiikarbiditekniikkaon kypsin, kun taas sinkkioksidin, timantin, alumiininitridin ja muiden materiaalien tutkimus on vielä alkuvaiheessa.
Materiaalit ja niiden ominaisuudet:
Piikarbidimateriaalia käytetään laajalti keraamisissa kuulalaakereissa, venttiileissä, puolijohdemateriaaleissa, gyroskoopeissa, mittauslaitteissa, ilmailussa ja muilla aloilla, ja siitä on tullut korvaamaton materiaali monilla teollisuuden aloilla.
SiC on eräänlainen luonnollinen superhila ja tyypillinen homogeeninen polytyyppi. On olemassa yli 200 (tällä hetkellä tunnettua) homotyyppistä polytyyppiperhettä, koska Si- ja C-diatomikerrosten pakkaussekvenssit eroavat toisistaan, mikä johtaa erilaisiin kiderakenteisiin. Siksi piikarbidi soveltuu erittäin hyvin uuden sukupolven valodiodin (LED) substraattimateriaaliin, suuritehoisiin elektronisiin materiaaleihin.
| ominaisuus | |
| fyysistä omaisuutta | Korkea kovuus (3000 kg/mm), voi leikata rubiinia |
| Korkea kulutuskestävyys, toiseksi vain timantti | |
| Lämmönjohtavuus on 3 kertaa korkeampi kuin Si:n ja 8-10 kertaa suurempi kuin GaAs:n. | |
| Piikarbidin lämpöstabiilisuus on korkea ja se on mahdotonta sulaa ilmakehän paineessa | |
| Hyvä lämmönpoistokyky on erittäin tärkeä suuritehoisille laitteille | |
|
kemiallinen ominaisuus | Erittäin vahva korroosionkestävyys, kestää melkein mitä tahansa tunnettua syövyttävää ainetta huoneenlämpötilassa |
| SiC pinta hapettuu helposti muodostaen SiO, ohut kerros, voi estää sen hapettumisen edelleen Yli 1700 ℃:n lämpötilassa oksidikalvo sulaa ja hapettuu nopeasti | |
| 4H-SIC:n ja 6H-SIC:n kaistaväli on noin 3 kertaa Si:n ja 2 kertaa GaAs:n kaistaväli: Hajoamisen sähkökentän intensiteetti on suuruusluokkaa suurempi kuin Si, ja elektronien ryömintänopeus on kyllästynyt Kaksi ja puoli kertaa Si. 4H-SIC:n kaistaväli on leveämpi kuin 6H-SIC:n |
Postitusaika: 01.08.2022