तेस्रो पुस्ताको अर्धचालक सतह -SiC (सिलिकन कार्बाइड) उपकरणहरू र तिनीहरूका अनुप्रयोगहरू

नयाँ प्रकारको अर्धचालक सामग्रीको रूपमा, SiC यसको उत्कृष्ट भौतिक र रासायनिक गुणहरूका कारण छोटो तरंग लम्बाइका अप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू, उच्च तापक्रम यन्त्रहरू, विकिरण प्रतिरोधी यन्त्रहरू र उच्च शक्ति/उच्च शक्तिका इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको निर्माणका लागि सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण अर्धचालक सामग्री भएको छ। विद्युतीय गुणहरू। विशेष गरी जब चरम र कठोर परिस्थितिहरूमा लागू गरिन्छ, SiC यन्त्रहरूको विशेषताहरू Si यन्त्रहरू र GaAs यन्त्रहरू भन्दा धेरै हुन्छन्। तसर्थ, SiC यन्त्रहरू र विभिन्न प्रकारका सेन्सरहरू क्रमशः मुख्य यन्त्रहरू मध्ये एक बन्न थालेका छन्, जसले थप महत्त्वपूर्ण भूमिका खेल्दैछन्।

SiC उपकरणहरू र सर्किटहरू 1980s पछि द्रुत रूपमा विकास भएको छ, विशेष गरी 1989 पछि जब पहिलो SiC सब्सट्रेट वेफर बजारमा प्रवेश गर्यो। केही क्षेत्रहरूमा, जस्तै प्रकाश-उत्सर्जक डायोडहरू, उच्च-फ्रिक्वेन्सी उच्च-शक्ति र उच्च-भोल्टेज उपकरणहरू, SiC उपकरणहरू व्यापक रूपमा व्यावसायिक रूपमा प्रयोग गरिएको छ। विकास द्रुत गतिमा भइरहेको छ । लगभग 10 वर्षको विकास पछि, SiC उपकरण प्रक्रियाले व्यावसायिक उपकरणहरू निर्माण गर्न सक्षम भएको छ। क्री द्वारा प्रतिनिधित्व गरिएका धेरै कम्पनीहरूले SiC उपकरणहरूको व्यावसायिक उत्पादनहरू प्रस्ताव गर्न थालेका छन्। घरेलु अनुसन्धान संस्थान र विश्वविद्यालयहरूले पनि SiC सामग्री वृद्धि र उपकरण निर्माण प्रविधिमा सन्तोषजनक उपलब्धिहरू हासिल गरेका छन्। यद्यपि SiC सामग्रीमा धेरै उच्च भौतिक र रासायनिक गुणहरू छन्, र SiC उपकरण प्रविधि पनि परिपक्व छ, तर SiC उपकरणहरू र सर्किटहरूको प्रदर्शन उच्च छैन। SiC सामग्री र उपकरण प्रक्रिया को अतिरिक्त लगातार सुधार गर्न आवश्यक छ। S5C उपकरण संरचनालाई अनुकूलन गरेर वा नयाँ उपकरण संरचना प्रस्ताव गरेर SiC सामग्रीको फाइदा कसरी लिने भन्नेमा थप प्रयासहरू गरिनुपर्छ।

हाल। SiC उपकरणहरूको अनुसन्धान मुख्यतया अलग उपकरणहरूमा केन्द्रित छ। प्रत्येक प्रकारको यन्त्र संरचनाको लागि, प्रारम्भिक अनुसन्धान भनेको यन्त्र संरचनालाई अनुकूलन नगरीकन सम्बन्धित Si वा GaAs यन्त्र संरचनालाई SiC मा ट्रान्सप्लान्ट गर्नु हो। SiC को आन्तरिक अक्साइड तह Si को समान छ, जुन SiO2 हो, यसको मतलब यो हो कि धेरै जसो Si उपकरणहरू, विशेष गरी m-pa उपकरणहरू, SiC मा निर्माण गर्न सकिन्छ। यद्यपि यो केवल एक साधारण प्रत्यारोपण हो, प्राप्त गरिएका केही उपकरणहरूले सन्तोषजनक नतिजाहरू हासिल गरेका छन्, र केही उपकरणहरू पहिले नै कारखाना बजारमा प्रवेश गरिसकेका छन्।

SiC अप्टोइलेक्ट्रोनिक यन्त्रहरू, विशेष गरी नीलो प्रकाश उत्सर्जक डायोडहरू (BLU-ray leds), 1990 को प्रारम्भमा बजारमा प्रवेश गरेका छन् र पहिलो ठूलो मात्रामा उत्पादित SiC यन्त्रहरू हुन्। उच्च भोल्टेज SiC Schottky डायोडहरू, SiC RF पावर ट्रान्जिस्टरहरू, SiC MOSFETs र mesFETs पनि व्यावसायिक रूपमा उपलब्ध छन्। निस्सन्देह, यी सबै SiC उत्पादनहरूको प्रदर्शन SiC सामग्रीको सुपर विशेषताहरू खेल्नबाट टाढा छ, र SiC उपकरणहरूको बलियो प्रकार्य र प्रदर्शन अझै पनि अनुसन्धान र विकास गर्न आवश्यक छ। त्यस्ता साधारण प्रत्यारोपणहरूले अक्सर SiC सामग्रीको फाइदाहरूको पूर्ण रूपमा शोषण गर्न सक्दैनन्। SiC यन्त्रहरूको केही फाइदाहरूको क्षेत्रमा पनि। सुरुमा निर्माण गरिएका केही SiC यन्त्रहरूले सम्बन्धित Si वा CaAs यन्त्रहरूको प्रदर्शनसँग मेल खाँदैनन्।

SiC यन्त्रहरूको फाइदाहरूमा SiC सामग्री विशेषताहरूका फाइदाहरूलाई अझ राम्रोसँग रूपान्तरण गर्न, हामी हाल उपकरण निर्माण प्रक्रिया र उपकरण संरचनालाई कसरी अनुकूलन गर्ने वा SiC उपकरणहरूको प्रकार्य र कार्यसम्पादन सुधार गर्न नयाँ संरचना र नयाँ प्रक्रियाहरू विकास गर्ने अध्ययन गरिरहेका छौं।