ಮೂರನೇ ತಲೆಮಾರಿನ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ಮೇಲ್ಮೈ -SiC (ಸಿಲಿಕಾನ್ ಕಾರ್ಬೈಡ್) ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು ಅವುಗಳ ಅನ್ವಯಗಳು

ಹೊಸ ರೀತಿಯ ಸೆಮಿಕಂಡಕ್ಟರ್ ವಸ್ತುವಾಗಿ, SiC ಅದರ ಅತ್ಯುತ್ತಮ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳಿಂದಾಗಿ ಕಡಿಮೆ-ತರಂಗಾಂತರದ ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ತಾಪಮಾನ ಸಾಧನಗಳು, ವಿಕಿರಣ ನಿರೋಧಕ ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಶಕ್ತಿ/ಅಧಿಕ ಶಕ್ತಿಯ ಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳ ತಯಾರಿಕೆಗೆ ಪ್ರಮುಖ ಅರೆವಾಹಕ ವಸ್ತುವಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ವಿದ್ಯುತ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು. ವಿಶೇಷವಾಗಿ ತೀವ್ರ ಮತ್ತು ಕಠಿಣ ಪರಿಸ್ಥಿತಿಗಳಲ್ಲಿ ಅನ್ವಯಿಸಿದಾಗ, SiC ಸಾಧನಗಳ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳು Si ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು GaAs ಸಾಧನಗಳಿಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು. ಆದ್ದರಿಂದ, SiC ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು ವಿವಿಧ ರೀತಿಯ ಸಂವೇದಕಗಳು ಕ್ರಮೇಣ ಪ್ರಮುಖ ಸಾಧನಗಳಲ್ಲಿ ಒಂದಾಗಿವೆ, ಹೆಚ್ಚು ಹೆಚ್ಚು ಪ್ರಮುಖ ಪಾತ್ರವನ್ನು ವಹಿಸುತ್ತವೆ.

SiC ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳು 1980 ರ ದಶಕದಿಂದ ವೇಗವಾಗಿ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಗೊಂಡಿವೆ, ವಿಶೇಷವಾಗಿ 1989 ರಿಂದ ಮೊದಲ SiC ಸಬ್‌ಸ್ಟ್ರೇಟ್ ವೇಫರ್ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಗೆ ಪ್ರವೇಶಿಸಿದಾಗ. ಕೆಲವು ಕ್ಷೇತ್ರಗಳಲ್ಲಿ, ಉದಾಹರಣೆಗೆ ಬೆಳಕು-ಹೊರಸೂಸುವ ಡಯೋಡ್‌ಗಳು, ಹೆಚ್ಚಿನ ಆವರ್ತನದ ಉನ್ನತ-ಶಕ್ತಿ ಮತ್ತು ಹೆಚ್ಚಿನ-ವೋಲ್ಟೇಜ್ ಸಾಧನಗಳು, SiC ಸಾಧನಗಳನ್ನು ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ವ್ಯಾಪಕವಾಗಿ ಬಳಸಲಾಗುತ್ತದೆ. ಅಭಿವೃದ್ಧಿ ವೇಗವಾಗಿದೆ. ಸುಮಾರು 10 ವರ್ಷಗಳ ಅಭಿವೃದ್ಧಿಯ ನಂತರ, SiC ಸಾಧನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ವಾಣಿಜ್ಯ ಸಾಧನಗಳನ್ನು ತಯಾರಿಸಲು ಸಾಧ್ಯವಾಯಿತು. ಕ್ರೀ ಪ್ರತಿನಿಧಿಸುವ ಹಲವಾರು ಕಂಪನಿಗಳು SiC ಸಾಧನಗಳ ವಾಣಿಜ್ಯ ಉತ್ಪನ್ನಗಳನ್ನು ನೀಡಲು ಪ್ರಾರಂಭಿಸಿವೆ. ದೇಶೀಯ ಸಂಶೋಧನಾ ಸಂಸ್ಥೆಗಳು ಮತ್ತು ವಿಶ್ವವಿದ್ಯಾನಿಲಯಗಳು ಸಹ SiC ವಸ್ತು ಬೆಳವಣಿಗೆ ಮತ್ತು ಸಾಧನ ತಯಾರಿಕೆ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನದಲ್ಲಿ ತೃಪ್ತಿಕರ ಸಾಧನೆಗಳನ್ನು ಮಾಡಿದೆ. SiC ವಸ್ತುವು ಅತ್ಯಂತ ಉತ್ತಮವಾದ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ರಾಸಾಯನಿಕ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಹೊಂದಿದ್ದರೂ, ಮತ್ತು SiC ಸಾಧನ ತಂತ್ರಜ್ಞಾನವು ಸಹ ಪ್ರಬುದ್ಧವಾಗಿದೆ, ಆದರೆ SiC ಸಾಧನಗಳು ಮತ್ತು ಸರ್ಕ್ಯೂಟ್‌ಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು ಉತ್ತಮವಾಗಿಲ್ಲ. SiC ಜೊತೆಗೆ ವಸ್ತು ಮತ್ತು ಸಾಧನ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಯು ನಿರಂತರವಾಗಿ ಸುಧಾರಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. S5C ಸಾಧನದ ರಚನೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವ ಮೂಲಕ ಅಥವಾ ಹೊಸ ಸಾಧನದ ರಚನೆಯನ್ನು ಪ್ರಸ್ತಾಪಿಸುವ ಮೂಲಕ SiC ವಸ್ತುಗಳ ಲಾಭವನ್ನು ಹೇಗೆ ಪಡೆಯುವುದು ಎಂಬುದರ ಕುರಿತು ಹೆಚ್ಚಿನ ಪ್ರಯತ್ನಗಳನ್ನು ಮಾಡಬೇಕು.

ಪ್ರಸ್ತುತ. SiC ಸಾಧನಗಳ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಮುಖ್ಯವಾಗಿ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಸಾಧನಗಳ ಮೇಲೆ ಕೇಂದ್ರೀಕರಿಸುತ್ತದೆ. ಪ್ರತಿಯೊಂದು ರೀತಿಯ ಸಾಧನ ರಚನೆಗೆ ಸಂಬಂಧಿಸಿದಂತೆ, ಆರಂಭಿಕ ಸಂಶೋಧನೆಯು ಸಾಧನದ ರಚನೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸದೆಯೇ ಅನುಗುಣವಾದ Si ಅಥವಾ GaAs ಸಾಧನ ರಚನೆಯನ್ನು SiC ಗೆ ​​ಕಸಿ ಮಾಡುವುದು. SiC ಯ ಆಂತರಿಕ ಆಕ್ಸೈಡ್ ಪದರವು Si ಯಂತೆಯೇ ಇರುವುದರಿಂದ, ಇದು SiO2 ಆಗಿದೆ, ಇದರರ್ಥ ಹೆಚ್ಚಿನ Si ಸಾಧನಗಳು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ m-pa ಸಾಧನಗಳನ್ನು SiC ನಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಬಹುದು. ಇದು ಕೇವಲ ಒಂದು ಸರಳ ಕಸಿ ಆಗಿದ್ದರೂ, ಪಡೆದ ಕೆಲವು ಸಾಧನಗಳು ತೃಪ್ತಿದಾಯಕ ಫಲಿತಾಂಶಗಳನ್ನು ಸಾಧಿಸಿವೆ ಮತ್ತು ಕೆಲವು ಸಾಧನಗಳು ಈಗಾಗಲೇ ಕಾರ್ಖಾನೆ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿವೆ.

SiC ಆಪ್ಟೊಎಲೆಕ್ಟ್ರಾನಿಕ್ ಸಾಧನಗಳು, ವಿಶೇಷವಾಗಿ ನೀಲಿ ಬೆಳಕಿನ ಹೊರಸೂಸುವ ಡಯೋಡ್‌ಗಳು (BLU-ray leds), 1990 ರ ದಶಕದ ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ಮಾರುಕಟ್ಟೆಯನ್ನು ಪ್ರವೇಶಿಸಿವೆ ಮತ್ತು ಇದು ಮೊದಲ ಸಾಮೂಹಿಕ-ಉತ್ಪಾದಿತ SiC ಸಾಧನಗಳಾಗಿವೆ. ಹೆಚ್ಚಿನ ವೋಲ್ಟೇಜ್ SiC Schottky ಡಯೋಡ್‌ಗಳು, SiC RF ಪವರ್ ಟ್ರಾನ್ಸಿಸ್ಟರ್‌ಗಳು, SiC MOSFET ಗಳು ಮತ್ತು mesFET ಗಳು ಸಹ ವಾಣಿಜ್ಯಿಕವಾಗಿ ಲಭ್ಯವಿದೆ. ಸಹಜವಾಗಿ, ಈ ಎಲ್ಲಾ SiC ಉತ್ಪನ್ನಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯು SiC ವಸ್ತುಗಳ ಸೂಪರ್ ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳನ್ನು ಪ್ಲೇ ಮಾಡುವುದರಿಂದ ದೂರವಿದೆ ಮತ್ತು SiC ಸಾಧನಗಳ ಬಲವಾದ ಕಾರ್ಯ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಇನ್ನೂ ಸಂಶೋಧಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ ಮತ್ತು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸಬೇಕಾಗಿದೆ. ಇಂತಹ ಸರಳ ಕಸಿಗಳು ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ SiC ವಸ್ತುಗಳ ಪ್ರಯೋಜನಗಳನ್ನು ಸಂಪೂರ್ಣವಾಗಿ ಬಳಸಿಕೊಳ್ಳುವುದಿಲ್ಲ. SiC ಸಾಧನಗಳ ಕೆಲವು ಅನುಕೂಲಗಳ ಪ್ರದೇಶದಲ್ಲಿಯೂ ಸಹ. ಆರಂಭದಲ್ಲಿ ತಯಾರಿಸಲಾದ ಕೆಲವು SiC ಸಾಧನಗಳು ಅನುಗುಣವಾದ Si ಅಥವಾ CaAs ಸಾಧನಗಳ ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಗೆ ಹೊಂದಿಕೆಯಾಗುವುದಿಲ್ಲ.

SiC ವಸ್ತು ಗುಣಲಕ್ಷಣಗಳ ಅನುಕೂಲಗಳನ್ನು SiC ಸಾಧನಗಳ ಅನುಕೂಲಗಳಾಗಿ ಪರಿವರ್ತಿಸಲು, ನಾವು ಪ್ರಸ್ತುತ ಸಾಧನ ತಯಾರಿಕೆಯ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆ ಮತ್ತು ಸಾಧನದ ರಚನೆಯನ್ನು ಉತ್ತಮಗೊಳಿಸುವುದು ಅಥವಾ SiC ಸಾಧನಗಳ ಕಾರ್ಯ ಮತ್ತು ಕಾರ್ಯಕ್ಷಮತೆಯನ್ನು ಸುಧಾರಿಸಲು ಹೊಸ ರಚನೆಗಳು ಮತ್ತು ಹೊಸ ಪ್ರಕ್ರಿಯೆಗಳನ್ನು ಅಭಿವೃದ್ಧಿಪಡಿಸುವುದು ಹೇಗೆ ಎಂದು ಅಧ್ಯಯನ ಮಾಡುತ್ತಿದ್ದೇವೆ.