Urządzenie półprzewodnikowe jest rdzeniem nowoczesnego wyposażenia maszyn przemysłowych, szeroko stosowanego w komputerach, elektronice użytkowej, komunikacji sieciowej, elektronice samochodowej i innych obszarach rdzenia. Przemysł półprzewodników składa się głównie z czterech podstawowych komponentów: obwodów scalonych, urządzeń optoelektronicznych, urządzenie dyskretne, czujnik, który stanowi ponad 80% układów scalonych, a więc często półprzewodniki i odpowiedniki układów scalonych.
Układ scalony, zgodnie z kategorią produktu, dzieli się głównie na cztery kategorie: mikroprocesor, pamięć, urządzenia logiczne, części symulatora. Jednak wraz z ciągłym poszerzaniem zakresu zastosowań urządzeń półprzewodnikowych wiele specjalnych okazji wymaga, aby półprzewodniki były w stanie wytrzymać wysoką temperaturę, silne promieniowanie, dużą moc i inne środowiska, nie uszkadzać, pierwsza i druga generacja materiały półprzewodnikowe są bezsilne, dlatego powstała trzecia generacja materiałów półprzewodnikowych.
Obecnie materiały półprzewodnikowe o szerokiej przerwie energetycznej reprezentowane są przezwęglik krzemu(SiC), azotek galu (GaN), tlenek cynku (ZnO), diament, azotek glinu (AlN) zajmują dominujący rynek z większymi zaletami, określanymi zbiorczo jako materiały półprzewodnikowe trzeciej generacji. Trzecia generacja materiałów półprzewodnikowych o szerszej szerokości pasma wzbronionego, im wyższe pole elektryczne przebicia, przewodność cieplna, stopień nasycenia elektronami i większa odporność na promieniowanie, jest bardziej odpowiednia do wytwarzania urządzeń o wysokiej temperaturze, wysokiej częstotliwości, odporności na promieniowanie i dużej mocy , zwykle znane jako materiały półprzewodnikowe o szerokiej przerwie energetycznej (niedozwolona szerokość pasma jest większa niż 2,2 eV), zwane także materiałami półprzewodnikowymi wysokotemperaturowymi. Z bieżących badań nad materiałami i urządzeniami półprzewodnikowymi trzeciej generacji wynika, że materiały półprzewodnikowe z węglika krzemu i azotku galu są bardziej dojrzałe itechnologii węglika krzemujest najbardziej dojrzały, natomiast badania nad tlenkiem cynku, diamentem, azotkiem glinu i innymi materiałami są wciąż w początkowej fazie.
Materiały i ich właściwości:
Węglik krzemumateriał jest szeroko stosowany w ceramicznych łożyskach kulkowych, zaworach, materiałach półprzewodnikowych, żyroskopach, przyrządach pomiarowych, przemyśle lotniczym i innych dziedzinach, stał się materiałem niezastąpionym w wielu dziedzinach przemysłu.
SiC jest rodzajem naturalnej supersieci i typowym jednorodnym politypem. Istnieje ponad 200 (obecnie znanych) homotypowych rodzin wielotypowych ze względu na różnicę w kolejności upakowania między warstwami dwuatomowymi Si i C, co prowadzi do różnych struktur krystalicznych. Dlatego SiC doskonale nadaje się do nowej generacji materiałów podłoża z diodami elektroluminescencyjnymi (LED) i materiałów elektronicznych o dużej mocy.
| charakterystyczny | |
| własność fizyczna | Wysoka twardość (3000 kg/mm), umożliwia cięcie rubinu |
| Wysoka odporność na zużycie, ustępująca jedynie diamentowi | |
| Przewodność cieplna jest 3 razy wyższa niż w przypadku Si i 8–10 razy wyższa niż w przypadku GaAs. | |
| Stabilność termiczna SiC jest wysoka i nie można go stopić pod ciśnieniem atmosferycznym | |
| Dobra wydajność odprowadzania ciepła jest bardzo ważna w przypadku urządzeń o dużej mocy | |
|
właściwość chemiczna | Bardzo duża odporność na korozję, odporna na prawie każdy znany środek korozyjny w temperaturze pokojowej |
| Powierzchnia SiC łatwo utlenia się, tworząc cienką warstwę SiO, która może zapobiec jego dalszemu utlenianiu Powyżej 1700 ℃ warstwa tlenku topi się i szybko utlenia | |
| Przedział wzbroniony 4H-SIC i 6H-SIC jest około 3 razy większy niż Si i 2 razy większy niż GaAs: Natężenie pola elektrycznego przebicia jest o rząd wielkości wyższe niż w przypadku Si, a prędkość dryfu elektronu jest nasycona Dwa i pół razy Si. Pasmo wzbronione 4H-SIC jest szersze niż 6H-SIC |
Czas publikacji: 01 sierpnia 2022 r