Dispositivos de superficie de semicondutores de terceira xeración -SiC (carburo de silicio) e as súas aplicacións

Como un novo tipo de material semicondutor, o SiC converteuse no material semicondutor máis importante para a fabricación de dispositivos optoelectrónicos de lonxitude de onda curta, dispositivos de alta temperatura, dispositivos de resistencia á radiación e dispositivos electrónicos de alta potencia/alta potencia debido ás súas excelentes propiedades físicas e químicas e propiedades eléctricas. Especialmente cando se aplican en condicións extremas e duras, as características dos dispositivos SiC superan con moito ás dos dispositivos Si e GaAs. Polo tanto, os dispositivos SiC e varios tipos de sensores convertéronse gradualmente nun dos dispositivos clave, xogando un papel cada vez máis importante.

Os dispositivos e circuítos de SiC desenvolvéronse rapidamente desde a década de 1980, especialmente desde 1989, cando a primeira oblea de substrato de SiC entrou no mercado. Nalgúns campos, como díodos emisores de luz, dispositivos de alta frecuencia de alta potencia e alta tensión, os dispositivos SiC foron amplamente utilizados comercialmente. O desenvolvemento é rápido. Despois de case 10 anos de desenvolvemento, o proceso de dispositivos SiC foi capaz de fabricar dispositivos comerciais. Unha serie de empresas representadas por Cree comezaron a ofrecer produtos comerciais de dispositivos SiC. Os institutos de investigación e universidades nacionais tamén lograron logros gratificantes no crecemento do material SiC e na tecnoloxía de fabricación de dispositivos. Aínda que o material SiC ten propiedades físicas e químicas moi superiores, e a tecnoloxía do dispositivo SiC tamén está madura, pero o rendemento dos dispositivos e circuítos de SiC non é superior. Ademais do material SiC e do proceso do dispositivo deben mellorarse constantemente. Débese facer máis esforzos sobre como aproveitar os materiais SiC optimizando a estrutura do dispositivo S5C ou propoñendo unha nova estrutura de dispositivo.

Na actualidade. A investigación dos dispositivos SiC céntrase principalmente en dispositivos discretos. Para cada tipo de estrutura do dispositivo, a investigación inicial consiste simplemente en transplantar a estrutura do dispositivo Si ou GaAs correspondente a SiC sen optimizar a estrutura do dispositivo. Dado que a capa de óxido intrínseco de SiC é a mesma que Si, que é SiO2, isto significa que a maioría dos dispositivos Si, especialmente os dispositivos m-pa, poden fabricarse en SiC. Aínda que só se trata dun simple transplante, algúns dos aparellos obtidos acadaron resultados satisfactorios, e algúns dos aparellos xa entraron no mercado de fábrica.

Os dispositivos optoelectrónicos SiC, especialmente os díodos emisores de luz azul (LED BLU-ray), entraron no mercado a principios dos anos 90 e son os primeiros dispositivos SiC producidos en serie. Os díodos Schottky SiC de alta tensión, os transistores de potencia SiC RF, os MOSFET SiC e os mesFET tamén están dispoñibles no mercado. Por suposto, o rendemento de todos estes produtos de SiC está lonxe de xogar as supercaracterísticas dos materiais de SiC, e aínda hai que investigar e desenvolver a función e o rendemento máis fortes dos dispositivos SiC. Estes transplantes simples moitas veces non poden aproveitar plenamente as vantaxes dos materiais SiC. Mesmo na área dalgunhas vantaxes dos dispositivos SiC. Algúns dos dispositivos SiC fabricados inicialmente non poden igualar o rendemento dos correspondentes dispositivos Si ou CaAs.

Co fin de transformar mellor as vantaxes das características do material SiC nas vantaxes dos dispositivos SiC, actualmente estamos estudando como optimizar o proceso de fabricación do dispositivo e a estrutura do dispositivo ou desenvolver novas estruturas e novos procesos para mellorar a función e o rendemento dos dispositivos SiC.