Полупроводнички површински уреди од трета генерација - SiC (силициум карбид) и нивните апликации

Како нов тип на полупроводнички материјал, SiC стана најважниот полупроводнички материјал за производство на оптоелектронски уреди со кратка бранова должина, уреди со висока температура, уреди отпорни на радијација и електронски уреди со висока моќност/висока моќност поради неговите одлични физички и хемиски својства и електрични својства. Особено кога се применуваат во екстремни и тешки услови, карактеристиките на уредите SiC далеку ги надминуваат оние на уредите Si и уредите GaAs. Затоа, уредите SiC и разните видови сензори постепено станаа еден од клучните уреди, играјќи сè поважна улога.

Уредите и колата на SiC се развија брзо од 1980-тите, особено од 1989 година кога на пазарот се појави првата нафора со подлога од SiC. Во некои полиња, како што се диоди што емитуваат светлина, уреди со висока моќност и висок напон со висока фреквенција, SiC уредите се широко користени комерцијално. Развојот е брз. По речиси 10 години развој, процесот на уреди SiC можеше да произведува комерцијални уреди. Голем број компании претставени од Cree почнаа да нудат комерцијални производи од уредите SiC. Домашните истражувачки институти и универзитети, исто така, постигнаа задоволни достигнувања во растот на материјалот на SiC и технологијата за производство на уреди. Иако материјалот SiC има многу супериорни физички и хемиски својства, а технологијата на уредот SiC е исто така зрела, но перформансите на уредите и колата SiC не се супериорни. Покрај SiC материјалот и процесот на уредот треба постојано да се подобруваат. Треба да се вложат повеќе напори за тоа како да се искористат предностите на материјалите на SiC преку оптимизирање на структурата на уредот S5C или предлагање нова структура на уредот.

Во моментов. Истражувањето на уредите SiC главно се фокусира на дискретни уреди. За секој тип на структура на уред, првичното истражување е едноставно да се пресади соодветната структура на уредот Si или GaAs на SiC без да се оптимизира структурата на уредот. Бидејќи внатрешниот оксиден слој на SiC е ист како Si, што е SiO2, тоа значи дека повеќето Si уреди, особено уредите m-pa, можат да се произведуваат на SiC. Иако се работи само за едноставна трансплантација, некои од добиените апарати постигнале задоволителни резултати, а дел од апаратите веќе влегле на фабричкиот пазар.

SiC оптоелектронските уреди, особено диоди кои емитуваат сина светлина (BLU-ray LED диоди), влегоа на пазарот во раните 1990-ти и се првите масовно произведени SiC уреди. Високонапонски SiC Schottky диоди, SiC RF транзистори, SiC MOSFET и mesFET се исто така комерцијално достапни. Се разбира, перформансите на сите овие производи на SiC се далеку од супер карактеристиките на материјалите на SiC, а посилната функција и перформансите на уредите SiC сè уште треба да се истражуваат и развиваат. Ваквите едноставни трансплантации честопати не можат целосно да ги искористат предностите на материјалите од SiC. Дури и во областа на некои предности на уредите SiC. Некои од првично произведените SiC уреди не можат да одговараат на перформансите на соодветните Si или CaAs уреди.

Со цел подобро да ги трансформираме предностите на карактеристиките на материјалот на SiC во предности на уредите SiC, моментално проучуваме како да го оптимизираме процесот на производство на уреди и структурата на уредот или да развиеме нови структури и нови процеси за подобрување на функцијата и перформансите на уредите SiC.