మూడవ తరం సెమీకండక్టర్ ఉపరితలం -SiC(సిలికాన్ కార్బైడ్) పరికరాలు మరియు వాటి అప్లికేషన్లు

కొత్త రకం సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్‌గా, SiC దాని అద్భుతమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాల కారణంగా షార్ట్-వేవ్‌లెంగ్త్ ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, అధిక ఉష్ణోగ్రత పరికరాలు, రేడియేషన్ నిరోధక పరికరాలు మరియు అధిక శక్తి/అధిక శక్తి ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాల తయారీకి అత్యంత ముఖ్యమైన సెమీకండక్టర్ మెటీరియల్‌గా మారింది. విద్యుత్ లక్షణాలు. ముఖ్యంగా తీవ్రమైన మరియు కఠినమైన పరిస్థితులలో వర్తించినప్పుడు, SiC పరికరాల లక్షణాలు Si పరికరాలు మరియు GaAs పరికరాల కంటే చాలా ఎక్కువగా ఉంటాయి. అందువల్ల, SiC పరికరాలు మరియు వివిధ రకాల సెన్సార్లు క్రమంగా కీలకమైన పరికరాలలో ఒకటిగా మారాయి, మరింత ముఖ్యమైన పాత్రను పోషిస్తాయి.

SiC పరికరాలు మరియు సర్క్యూట్‌లు 1980ల నుండి వేగంగా అభివృద్ధి చెందాయి, ప్రత్యేకించి 1989 నుండి మొదటి SiC సబ్‌స్ట్రేట్ పొర మార్కెట్లోకి ప్రవేశించింది. కాంతి-ఉద్గార డయోడ్‌లు, అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ హై-పవర్ మరియు అధిక-వోల్టేజ్ పరికరాలు వంటి కొన్ని రంగాలలో, SiC పరికరాలు వాణిజ్యపరంగా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతున్నాయి. అభివృద్ధి వేగంగా జరుగుతోంది. దాదాపు 10 సంవత్సరాల అభివృద్ధి తర్వాత, SiC పరికర ప్రక్రియ వాణిజ్య పరికరాలను తయారు చేయగలిగింది. క్రీ ద్వారా ప్రాతినిధ్యం వహించే అనేక కంపెనీలు SiC పరికరాల వాణిజ్య ఉత్పత్తులను అందించడం ప్రారంభించాయి. దేశీయ పరిశోధనా సంస్థలు మరియు విశ్వవిద్యాలయాలు కూడా SiC మెటీరియల్ వృద్ధి మరియు పరికరాల తయారీ సాంకేతికతలో సంతోషకరమైన విజయాలు సాధించాయి. SiC పదార్థం చాలా ఉన్నతమైన భౌతిక మరియు రసాయన లక్షణాలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, మరియు SiC పరికర సాంకేతికత కూడా పరిణతి చెందినది, అయితే SiC పరికరాలు మరియు సర్క్యూట్‌ల పనితీరు ఉన్నతమైనది కాదు. SiC మెటీరియల్‌తో పాటు మరియు పరికర ప్రక్రియను నిరంతరం మెరుగుపరచడం అవసరం. S5C పరికర నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయడం ద్వారా లేదా కొత్త పరికర నిర్మాణాన్ని ప్రతిపాదించడం ద్వారా SiC పదార్థాల ప్రయోజనాన్ని ఎలా పొందాలనే దానిపై మరిన్ని ప్రయత్నాలు చేయాలి.

ప్రస్తుతం. SiC పరికరాల పరిశోధన ప్రధానంగా వివిక్త పరికరాలపై దృష్టి పెడుతుంది. ప్రతి రకమైన పరికర నిర్మాణం కోసం, పరికర నిర్మాణాన్ని ఆప్టిమైజ్ చేయకుండా సంబంధిత Si లేదా GaAs పరికర నిర్మాణాన్ని SiCకి మార్పిడి చేయడం ప్రారంభ పరిశోధన. SiC యొక్క అంతర్గత ఆక్సైడ్ పొర SiO2 వలె ఉంటుంది కాబట్టి, చాలా Si పరికరాలు, ముఖ్యంగా m-pa పరికరాలను SiCలో తయారు చేయవచ్చు. ఇది సాధారణ మార్పిడి మాత్రమే అయినప్పటికీ, పొందిన కొన్ని పరికరాలు సంతృప్తికరమైన ఫలితాలను సాధించాయి మరియు కొన్ని పరికరాలు ఇప్పటికే ఫ్యాక్టరీ మార్కెట్లోకి ప్రవేశించాయి.

SiC ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు, ప్రత్యేకించి బ్లూ లైట్ ఎమిటింగ్ డయోడ్‌లు (BLU-ray leds), 1990ల ప్రారంభంలో మార్కెట్లోకి ప్రవేశించాయి మరియు ఇవి మొదటి భారీ-ఉత్పత్తి SiC పరికరాలు. అధిక వోల్టేజ్ SiC షాట్కీ డయోడ్‌లు, SiC RF పవర్ ట్రాన్సిస్టర్‌లు, SiC MOSFETలు మరియు mesFETలు కూడా వాణిజ్యపరంగా అందుబాటులో ఉన్నాయి. వాస్తవానికి, ఈ అన్ని SiC ఉత్పత్తుల పనితీరు SiC మెటీరియల్‌ల యొక్క సూపర్ లక్షణాలను ప్లే చేయడానికి దూరంగా ఉంది మరియు SiC పరికరాల యొక్క బలమైన పనితీరు మరియు పనితీరు ఇంకా పరిశోధించబడాలి మరియు అభివృద్ధి చేయబడాలి. ఇటువంటి సాధారణ మార్పిడి తరచుగా SiC పదార్థాల ప్రయోజనాలను పూర్తిగా ఉపయోగించుకోలేవు. SiC పరికరాల యొక్క కొన్ని ప్రయోజనాల ప్రాంతంలో కూడా. ప్రారంభంలో తయారు చేయబడిన కొన్ని SiC పరికరాలు సంబంధిత Si లేదా CaAs పరికరాల పనితీరుతో సరిపోలలేదు.

SiC మెటీరియల్ లక్షణాల ప్రయోజనాలను SiC పరికరాల ప్రయోజనాలుగా మార్చడానికి, మేము ప్రస్తుతం పరికర తయారీ ప్రక్రియ మరియు పరికర నిర్మాణాన్ని ఎలా ఆప్టిమైజ్ చేయాలో లేదా SiC పరికరాల పనితీరు మరియు పనితీరును మెరుగుపరచడానికి కొత్త నిర్మాణాలు మరియు కొత్త ప్రక్రియలను ఎలా అభివృద్ధి చేయాలో అధ్యయనం చేస్తున్నాము.