Jako nowy rodzaj materiału półprzewodnikowego, SiC stał się najważniejszym materiałem półprzewodnikowym do produkcji urządzeń optoelektronicznych o krótkich falach, urządzeń wysokotemperaturowych, urządzeń odpornych na promieniowanie oraz urządzeń elektronicznych dużej mocy/wysokiej mocy ze względu na jego doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne oraz właściwości elektryczne. Zwłaszcza gdy są stosowane w ekstremalnych i trudnych warunkach, właściwości urządzeń SiC znacznie przewyższają właściwości urządzeń Si i GaAs. Dlatego też urządzenia SiC i różnego rodzaju czujniki stopniowo stają się jednymi z kluczowych urządzeń, odgrywając coraz większą rolę.
Urządzenia i obwody SiC rozwijają się szybko od lat 80. XX wieku, zwłaszcza od 1989 r., kiedy na rynek wprowadzono pierwszą płytkę podłoża SiC. W niektórych dziedzinach, takich jak diody elektroluminescencyjne, urządzenia o wysokiej częstotliwości i dużej mocy i wysokim napięciu, urządzenia SiC są szeroko stosowane komercyjnie. Rozwój jest szybki. Po prawie 10 latach rozwoju, proces wytwarzania urządzeń SiC umożliwił produkcję urządzeń komercyjnych. Szereg firm reprezentowanych przez Cree zaczęło oferować komercyjne produkty urządzeń SiC. Krajowe instytuty badawcze i uniwersytety również dokonały satysfakcjonujących osiągnięć w zakresie wytwarzania materiałów SiC i technologii produkcji urządzeń. Chociaż materiał SiC ma bardzo doskonałe właściwości fizyczne i chemiczne, a technologia urządzeń SiC jest również dojrzała, ale wydajność urządzeń i obwodów SiC nie jest lepsza. Oprócz materiału SiC i procesu urządzenia należy stale udoskonalać. Należy włożyć więcej wysiłku w wykorzystanie materiałów SiC poprzez optymalizację struktury urządzenia S5C lub zaproponowanie nowej konstrukcji urządzenia.
Obecnie. Badania urządzeń SiC skupiają się głównie na urządzeniach dyskretnych. Wstępne badania w przypadku każdego typu konstrukcji urządzenia polegają po prostu na przeszczepieniu odpowiedniej struktury urządzenia Si lub GaAs na SiC bez optymalizacji struktury urządzenia. Ponieważ wewnętrzna warstwa tlenku SiC jest taka sama jak Si, czyli SiO2, oznacza to, że większość urządzeń Si, zwłaszcza urządzeń m-pa, można wytwarzać na SiC. Choć jest to tylko prosty przeszczep, część uzyskanych urządzeń osiągnęła zadowalające rezultaty, a część urządzeń trafiła już na rynek fabryczny.
Urządzenia optoelektroniczne SiC, zwłaszcza diody elektroluminescencyjne niebieskiego światła (diody BLU-ray), weszły na rynek na początku lat 90. XX wieku i są pierwszymi urządzeniami SiC produkowanymi masowo. Na rynku dostępne są również wysokonapięciowe diody Schottky'ego SiC, tranzystory mocy SiC RF, tranzystory MOSFET i mesFET SiC. Oczywiście wydajność wszystkich tych produktów SiC jest daleka od zapewniania doskonałych właściwości materiałów SiC, a lepsze funkcje i wydajność urządzeń SiC nadal wymagają badań i rozwoju. Takie proste przeszczepy często nie pozwalają w pełni wykorzystać zalet materiałów SiC. Nawet w zakresie niektórych zalet urządzeń SiC. Niektóre z pierwotnie wyprodukowanych urządzeń SiC nie mogą dorównać wydajnością odpowiednim urządzeniom Si lub CaAs.
Aby lepiej przekształcić zalety właściwości materiału SiC w zalety urządzeń SiC, obecnie badamy, jak zoptymalizować proces produkcji urządzeń i strukturę urządzenia lub opracować nowe struktury i nowe procesy w celu poprawy funkcji i wydajności urządzeń SiC.
Czas publikacji: 23 sierpnia 2022 r