Полупроводниковое устройство является основой современного промышленного машинного оборудования, широко используемого в компьютерах, бытовой электронике, сетевых коммуникациях, автомобильной электронике и других областях ядра. Полупроводниковая промышленность в основном состоит из четырех основных компонентов: интегральных схем, оптоэлектронных устройств, дискретное устройство, датчик, на долю которого приходится более 80% интегральных схем, поэтому часто и полупроводниковые, и интегральные схемы эквивалентны.
Интегральные схемы в зависимости от категории продукта в основном делятся на четыре категории: микропроцессоры, память, логические устройства, части симулятора. Однако с постоянным расширением области применения полупроводниковых устройств во многих особых случаях требуется, чтобы полупроводники могли выдерживать использование высоких температур, сильного излучения, высокой мощности и других сред, не повреждать первое и второе поколение полупроводниковые материалы бессильны, поэтому появилось третье поколение полупроводниковых материалов.
В настоящее время полупроводниковые материалы с широкой запрещенной зоной, представленныекарбид кремния(SiC), нитрид галлия (GaN), оксид цинка (ZnO), алмаз, нитрид алюминия (AlN) занимают доминирующий рынок с большими преимуществами и вместе называются полупроводниковыми материалами третьего поколения. Третье поколение полупроводниковых материалов с более широкой шириной запрещенной зоны, более высоким электрическим полем пробоя, теплопроводностью, скоростью электронного насыщения и более высокой способностью противостоять излучению, более подходящим для изготовления высокотемпературных, высокочастотных, устойчивых к радиации и мощных устройств. , обычно известные как широкозонные полупроводниковые материалы (ширина запрещенной зоны превышает 2,2 эВ), также называемые высокотемпературными полупроводниковыми материалами. Судя по текущим исследованиям полупроводниковых материалов и устройств третьего поколения, полупроводниковые материалы из карбида кремния и нитрида галлия являются более зрелыми, итехнология карбида кремнияявляется наиболее зрелым, тогда как исследования оксида цинка, алмаза, нитрида алюминия и других материалов все еще находятся на начальной стадии.
Материалы и их свойства:
Карбид кремнияМатериал широко используется в керамических шарикоподшипниках, клапанах, полупроводниковых материалах, гироскопах, измерительных приборах, аэрокосмической и других областях, стал незаменимым материалом во многих областях промышленности.
SiC представляет собой разновидность естественной сверхрешетки и типичный однородный политип. Существует более 200 (известных в настоящее время) гомотипических политипических семейств из-за разницы в последовательности упаковки двухатомных слоев Si и C, что приводит к разным кристаллическим структурам. Таким образом, SiC очень подходит для нового поколения материалов подложки светоизлучающих диодов (СИД), мощных электронных материалов.
| характеристика | |
| физическая собственность | Высокая твердость (3000 кг/мм), позволяет резать рубин. |
| Высокая износостойкость, уступающая только алмазу. | |
| Теплопроводность в 3 раза выше, чем у Si и в 8-10 раз выше, чем у GaAs. | |
| Термическая стабильность SiC высока и его невозможно плавить при атмосферном давлении. | |
| Хорошие показатели рассеивания тепла очень важны для мощных устройств. | |
|
химическое свойство | Очень сильная коррозионная стойкость, устойчивость практически к любому известному коррозионному агенту при комнатной температуре. |
| Поверхность SiC легко окисляется с образованием тонкого слоя SiO, который может предотвратить его дальнейшее окисление, в При температуре выше 1700 ℃ оксидная пленка плавится и быстро окисляется. | |
| Ширина запрещенной зоны 4H-SIC и 6H-SIC примерно в 3 раза больше, чем у Si, и в 2 раза больше, чем у GaAs: Напряженность электрического поля пробоя на порядок выше, чем у Si, а скорость дрейфа электронов насыщается В два с половиной раза больше Си. Запрещенная зона 4H-SIC шире, чем у 6H-SIC. |
Время публикации: 01 августа 2022 г.