Uuden tyyppisenä puolijohdemateriaalina piikarbidista on tullut tärkein puolijohdemateriaali lyhytaaltoisten optoelektronisten laitteiden, korkean lämpötilan laitteiden, säteilynkestolaitteiden ja suuritehoisten/suuritehoisten elektronisten laitteiden valmistuksessa sen erinomaisten fysikaalisten ja kemiallisten ominaisuuksiensa ansiosta. sähköiset ominaisuudet. Erityisesti äärimmäisissä ja ankarissa olosuhteissa käytettäessä SiC-laitteiden ominaisuudet ylittävät paljon Si-laitteiden ja GaAs-laitteiden ominaisuudet. Siksi piikarbidilaitteet ja erilaiset anturit ovat vähitellen nousseet yhdeksi avainlaitteista, joilla on yhä tärkeämpi rooli.
Piikarbidilaitteet ja -piirit ovat kehittyneet nopeasti 1980-luvulta lähtien, etenkin vuodesta 1989 lähtien, jolloin ensimmäinen piikarbidi-substraattikiekko tuli markkinoille. Joillakin aloilla, kuten valodiodeissa, suurtaajuisissa suurteho- ja suurjännitelaitteissa, piikarbidilaitteita on käytetty laajasti kaupallisesti. Kehitys on nopeaa. Lähes 10 vuoden kehitystyön jälkeen SiC-laiteprosessilla on pystytty valmistamaan kaupallisia laitteita. Useat Creen edustamat yritykset ovat alkaneet tarjota kaupallisia piikarbidilaitteita. Myös kotimaiset tutkimuslaitokset ja yliopistot ovat saavuttaneet ilahduttavia saavutuksia piikarbidimateriaalien kasvussa ja laitevalmistustekniikassa. Vaikka piikarbidimateriaalilla on erittäin ylivoimaiset fysikaaliset ja kemialliset ominaisuudet, ja piikarbidilaitetekniikka on myös kypsä, mutta piikarbidilaitteiden ja -piirien suorituskyky ei ole parempi. Piikarbidin lisäksi materiaalia ja laiteprosessia on jatkuvasti parannettava. Piikarbidimateriaalien hyödyntämiseen tulisi panostaa enemmän optimoimalla S5C-laiterakennetta tai ehdottamalla uutta laiterakennetta.
Tällä hetkellä. SiC-laitteiden tutkimus keskittyy pääasiassa diskreeteihin laitteisiin. Jokaisen laiterakenteen osalta ensimmäinen tutkimus on yksinkertaisesti siirtää vastaava Si- tai GaAs-laiterakenne SiC:hen ilman laitteen rakennetta optimointia. Koska piikarbidin sisäinen oksidikerros on sama kuin Si, joka on SiO2, se tarkoittaa, että useimmat Si-laitteet, erityisesti m-pa-laitteet, voidaan valmistaa piikarbidilla. Vaikka kyseessä on vain yksinkertainen siirto, osa saaduista laitteista on saavuttanut tyydyttäviä tuloksia, ja osa laitteista on jo tullut tehdasmarkkinoille.
SiC optoelektroniset laitteet, erityisesti siniset valodiodit (BLU-ray ledit), ovat tulleet markkinoille 1990-luvun alussa ja ovat ensimmäisiä massatuotettuja piikarbidilaitteita. Kaupallisesti saatavilla on myös korkeajännitteisiä SiC Schottky -diodeja, SiC RF -tehotransistoreita, SiC MOSFETejä ja mesFETejä. Tietenkin kaikkien näiden piikarbidituotteiden suorituskyky on kaukana piikarbidimateriaalien superominaisuuksista, ja piikarbidilaitteiden vahvempaa toimintaa ja suorituskykyä on vielä tutkittava ja kehitettävä. Tällaiset yksinkertaiset siirrot eivät useinkaan pysty täysin hyödyntämään piikarbidimateriaalien etuja. Jopa SiC-laitteiden joidenkin etujen osalta. Jotkut alun perin valmistetuista SiC-laitteista eivät vastaa vastaavien Si- tai CaAs-laitteiden suorituskykyä.
Muuntaaksemme SiC-materiaalien ominaisuuksien edut paremmin SiC-laitteiden eduiksi, tutkimme parhaillaan, miten laitteen valmistusprosessia ja laiterakennetta voidaan optimoida tai kehittää uusia rakenteita ja uusia prosesseja parantamaan SiC-laitteiden toimintaa ja suorituskykyä.
Postitusaika: 23.8.2022