Կիսահաղորդչային սարքը ժամանակակից արդյունաբերական մեքենաների սարքավորման առանցքն է, որը լայնորեն օգտագործվում է համակարգիչների, սպառողական էլեկտրոնիկայի, ցանցային հաղորդակցության, ավտոմոբիլային էլեկտրոնիկայի և միջուկի այլ ոլորտներում, կիսահաղորդչային արդյունաբերությունը հիմնականում բաղկացած է չորս հիմնական բաղադրիչներից՝ ինտեգրալ սխեմաներ, օպտոէլեկտրոնային սարքեր, դիսկրետ սարք, սենսոր, որը կազմում է ինտեգրալ սխեմաների ավելի քան 80%-ը, այդքան հաճախ կիսահաղորդչային և ինտեգրալային սխեմաներ համարժեք։
Ինտեգրված սխեման, ըստ ապրանքի կատեգորիայի, հիմնականում բաժանվում է չորս կատեգորիաների՝ միկրոպրոցեսոր, հիշողություն, տրամաբանական սարքեր, սիմուլյատորի մասեր: Այնուամենայնիվ, կիսահաղորդչային սարքերի կիրառման դաշտի շարունակական ընդլայնմամբ, շատ հատուկ առիթներ պահանջում են, որ կիսահաղորդիչները կարողանան հավատարիմ մնալ բարձր ջերմաստիճանի, ուժեղ ճառագայթման, բարձր հզորության և այլ միջավայրերի օգտագործմանը, չվնասել, առաջին և երկրորդ սերունդները: Կիսահաղորդչային նյութերն անզոր են, ուստի ստեղծվեց կիսահաղորդչային նյութերի երրորդ սերունդը:
Ներկայումս լայն շերտի բացը կիսահաղորդչային նյութերը ներկայացված ենսիլիցիումի կարբիդ(SiC), գալիումի նիտրիդը (GaN), ցինկի օքսիդը (ZnO), ադամանդը, ալյումինի նիտրիդը (AlN) զբաղեցնում են գերիշխող շուկան ավելի մեծ առավելություններով, որոնք միասին կոչվում են երրորդ սերնդի կիսահաղորդչային նյութեր: Երրորդ սերնդի կիսահաղորդչային նյութերը ավելի լայն գոտի լայնությամբ, այնքան բարձր է ճեղքման էլեկտրական դաշտը, ջերմային հաղորդունակությունը, էլեկտրոնային հագեցած արագությունը և ճառագայթմանը դիմակայելու ավելի բարձր կարողությունը, ավելի հարմար է բարձր ջերմաստիճանի, բարձր հաճախականության, ճառագայթման դիմադրություն և բարձր հզորության սարքեր ստեղծելու համար: , սովորաբար հայտնի է որպես լայն շերտով կիսահաղորդչային նյութեր (արգելված ժապավենի լայնությունը 2,2 էՎ-ից մեծ է), որը նաև կոչվում է բարձր ջերմաստիճան կիսահաղորդչային նյութեր։ Երրորդ սերնդի կիսահաղորդչային նյութերի և սարքերի վերաբերյալ ընթացիկ հետազոտություններից սիլիցիումի կարբիդը և գալիումի նիտրիդը կիսահաղորդչային նյութերն ավելի հասուն են, ևսիլիցիումի կարբիդի տեխնոլոգիաամենահասունն է, մինչդեռ ցինկի օքսիդի, ադամանդի, ալյումինի նիտրիդի և այլ նյութերի վերաբերյալ հետազոտությունները դեռ նախնական փուլում են։
Նյութերը և դրանց հատկությունները.
Սիլիցիումի կարբիդնյութը լայնորեն օգտագործվում է կերամիկական գնդիկավոր առանցքակալների, փականների, կիսահաղորդչային նյութերի, գիրոզի, չափիչ գործիքների, օդատիեզերական և այլ ոլորտներում, դարձել է անփոխարինելի նյութ շատ արդյունաբերական ոլորտներում:
SiC-ը բնական գերվանդակի տեսակ է և բնորոշ միատարր բազմատեսակ։ Գոյություն ունեն ավելի քան 200 (ներկայումս հայտնի) հոմոտիպիկ պոլիտիպային ընտանիքներ՝ կապված Si և C երկատոմային շերտերի փաթեթավորման հաջորդականության տարբերության հետ, ինչը հանգեցնում է տարբեր բյուրեղային կառուցվածքների։ Հետևաբար, SiC-ը շատ հարմար է նոր սերնդի լուսադիոդային (LED) ենթաշերտի նյութի, բարձր հզորության էլեկտրոնային նյութերի համար:
| բնորոշիչ | |
| ֆիզիկական սեփականություն | Բարձր կարծրություն (3000 կգ/մմ), կարող է կտրել ռուբին |
| Բարձր մաշվածության դիմադրություն, զիջում է միայն ադամանդին | |
| Ջերմային հաղորդունակությունը 3 անգամ ավելի բարձր է, քան Si-ը և 8-10 անգամ ավելի, քան GaAs-ը: | |
| SiC-ի ջերմային կայունությունը բարձր է, և հնարավոր չէ հալվել մթնոլորտային ճնշման տակ | |
| Ջերմության ցրման լավ կատարումը շատ կարևոր է բարձր հզորությամբ սարքերի համար | |
|
քիմիական հատկություն | Շատ ուժեղ կոռոզիոն դիմադրություն, դիմացկուն է գրեթե ցանկացած հայտնի քայքայիչ նյութի սենյակային ջերմաստիճանում |
| SiC մակերեսը հեշտությամբ օքսիդանում է՝ ձևավորելով SiO, բարակ շերտ, որը կարող է կանխել դրա հետագա օքսիդացումը 1700℃-ից բարձր օքսիդի թաղանթը արագ հալվում և օքսիդանում է | |
| 4H-SIC-ի և 6H-SIC-ի տիրույթը մոտ 3 անգամ մեծ է Si-ից և 2 անգամ ավելի քան GaAs-ից: Ճեղքման էլեկտրական դաշտի ինտենսիվությունը մեծության կարգով բարձր է Si-ից, իսկ էլեկտրոնների շեղման արագությունը հագեցած է Երկուսուկես անգամ Սի. 4H-SIC-ի տիրույթն ավելի լայն է, քան 6H-SIC-ը |
Հրապարակման ժամանակը՝ օգ-01-2022