התקן מוליכים למחצה הוא הליבה של ציוד המכונות התעשייתיות המודרניות, בשימוש נרחב במחשבים, מוצרי אלקטרוניקה, תקשורת רשת, אלקטרוניקה לרכב, ותחומים אחרים של הליבה, תעשיית המוליכים למחצה מורכבת בעיקר מארבעה מרכיבים בסיסיים: מעגלים משולבים, התקנים אופטו-אלקטרוניים, מכשיר דיסקרטי, חיישן, המהווה יותר מ-80% מהמעגלים המשולבים, לעתים קרובות כל כך ושווים מוליכים למחצה ומעגלים משולבים.
מעגל משולב, על פי קטגוריית המוצר מחולק בעיקר לארבע קטגוריות: מיקרו-מעבד, זיכרון, התקני לוגיקה, חלקי סימולטור. עם זאת, עם ההתרחבות המתמשכת של תחום היישום של התקני מוליכים למחצה, אירועים מיוחדים רבים דורשים מוליכים למחצה כדי להיות מסוגלים לדבוק בשימוש בטמפרטורה גבוהה, קרינה חזקה, הספק גבוה וסביבות אחרות, לא פוגעות, הדור הראשון והשני של חומרים מוליכים למחצה הם חסרי כוח, אז הדור השלישי של חומרים מוליכים למחצה נוצר.
נכון לעכשיו, חומרי מוליכים למחצה רחב פס רחב המיוצגים על ידיסיליקון קרביד(SiC), גליום ניטריד (GaN), תחמוצת אבץ (ZnO), יהלום, אלומיניום ניטריד (AlN) תופסים את השוק הדומיננטי עם יתרונות גדולים יותר, המכונה ביחד חומרים מוליכים למחצה מהדור השלישי. הדור השלישי של חומרים מוליכים למחצה עם רוחב פער פס רחב יותר, ככל שהשדה החשמלי הפירוק, מוליכות תרמית, קצב רווי אלקטרוני גבוה יותר ויכולת גבוהה יותר להתנגד לקרינה, מתאים יותר לייצור טמפרטורה גבוהה, תדר גבוה, עמידות בפני קרינה והספק גבוה. , הידוע בדרך כלל כחומרי מוליכים למחצה רחבים (רוחב פס אסור גדול מ-2.2 eV), הנקראים גם חומרים מוליכים למחצה בטמפרטורה גבוהה. מהמחקר הנוכחי על חומרים והתקנים של מוליכים למחצה מהדור השלישי, חומרים מוליכים למחצה של סיליקון קרביד וגליום ניטריד בוגרים יותר, וטכנולוגיית סיליקון קרבידהוא הבוגר ביותר, בעוד שהמחקר על תחמוצת אבץ, יהלום, אלומיניום ניטריד וחומרים אחרים עדיין בשלב הראשוני.
חומרים ותכונותיהם:
סיליקון קרבידהחומר נמצא בשימוש נרחב במיסבים כדוריים קרמיים, שסתומים, חומרים מוליכים למחצה, גירוס, מכשירי מדידה, תעופה וחלל ותחומים אחרים, הפך לחומר שאין לו תחליף בתחומים תעשייתיים רבים.
SiC הוא סוג של סריג-על טבעי ופוליטייפ הומוגניים טיפוסי. קיימות יותר מ-200 משפחות פולטיפיות הומוטיפיות (הידועות כיום) בשל ההבדל ברצף האריזה בין שכבות Si ו-C, מה שמוביל למבני גביש שונים. לכן, SiC מתאים מאוד לדור החדש של חומרי מצע של דיודות פולטות אור (LED), חומרים אלקטרוניים בהספק גבוה.
| מְאַפיֵן | |
| רכוש פיזי | קשיות גבוהה (3000 ק"ג/מ"מ), יכולה לחתוך אודם |
| עמידות בפני שחיקה גבוהה, שני רק ליהלום | |
| המוליכות התרמית גבוהה פי 3 מזו של Si ופי 8~10 מזו של GaAs. | |
| היציבות התרמית של SiC גבוהה ואי אפשר להמיס בלחץ אטמוספרי | |
| ביצועי פיזור חום טובים חשובים מאוד עבור מכשירים בעלי הספק גבוה | |
|
תכונה כימית | עמידות בפני קורוזיה חזקה מאוד, עמידה כמעט לכל חומר קורוזיבי ידוע בטמפרטורת החדר |
| משטח SiC מתחמצן בקלות ליצירת SiO, שכבה דקה, יכול למנוע חמצון נוסף שלו, ב מעל 1700℃, סרט התחמוצת נמס ומתחמצן במהירות | |
| פער הפס של 4H-SIC ו-6H-SIC הוא בערך פי 3 מזה של Si ופי 2 מזה של GaAs: עוצמת השדה החשמלי של פירוק היא בסדר גודל גבוה מ-Si, ומהירות סחיפת האלקטרונים רוויה פי שניים וחצי מ-Si. מרווח הפס של 4H-SIC רחב יותר מזה של 6H-SIC |
זמן פרסום: אוגוסט-01-2022