Thiết bị bán dẫn là cốt lõi của thiết bị máy công nghiệp hiện đại, được sử dụng rộng rãi trong máy tính, điện tử tiêu dùng, mạng truyền thông, điện tử ô tô và các lĩnh vực cốt lõi khác, ngành bán dẫn chủ yếu bao gồm bốn thành phần cơ bản: mạch tích hợp, thiết bị quang điện tử, thiết bị rời rạc, cảm biến, chiếm hơn 80% mạch tích hợp, do đó thường có chất bán dẫn và mạch tích hợp tương đương.
Mạch tích hợp, theo danh mục sản phẩm chủ yếu được chia thành bốn loại: bộ vi xử lý, bộ nhớ, thiết bị logic, bộ phận mô phỏng. Tuy nhiên, với sự mở rộng không ngừng của lĩnh vực ứng dụng của thiết bị bán dẫn, nhiều trường hợp đặc biệt đòi hỏi chất bán dẫn phải có khả năng tuân thủ việc sử dụng nhiệt độ cao, bức xạ mạnh, công suất cao và các môi trường khác để không làm hỏng thế hệ thứ nhất và thứ hai. Vật liệu bán dẫn bất lực nên thế hệ vật liệu bán dẫn thứ ba ra đời.
Hiện nay, các vật liệu bán dẫn có khoảng cách dải rộng được đại diện bởicacbua silic(SiC), gali nitrit (GaN), oxit kẽm (ZnO), kim cương, nhôm nitrit (AlN) chiếm lĩnh thị trường thống lĩnh với những ưu điểm lớn hơn, gọi chung là vật liệu bán dẫn thế hệ thứ ba. Thế hệ vật liệu bán dẫn thứ ba có độ rộng dải tần rộng hơn, điện trường đánh thủng, độ dẫn nhiệt, tốc độ bão hòa điện tử và khả năng chống bức xạ càng cao, phù hợp hơn để chế tạo nhiệt độ cao, tần số cao, khả năng chống bức xạ và các thiết bị công suất cao , thường được gọi là vật liệu bán dẫn có dải rộng (độ rộng dải cấm lớn hơn 2,2 eV), còn được gọi là vật liệu bán dẫn nhiệt độ cao. Từ nghiên cứu hiện tại về vật liệu và thiết bị bán dẫn thế hệ thứ ba, vật liệu bán dẫn cacbua silic và gali nitrit đã trưởng thành hơn vàcông nghệ cacbua siliclà trưởng thành nhất, trong khi nghiên cứu về oxit kẽm, kim cương, nhôm nitrit và các vật liệu khác vẫn đang ở giai đoạn đầu.
Vật liệu và tính chất của chúng:
cacbua silicvật liệu được sử dụng rộng rãi trong vòng bi gốm, van, vật liệu bán dẫn, con quay hồi chuyển, dụng cụ đo lường, hàng không vũ trụ và các lĩnh vực khác, đã trở thành vật liệu không thể thay thế trong nhiều lĩnh vực công nghiệp.
SiC là một loại siêu mạng tự nhiên và là một dạng đa hình đồng nhất điển hình. Có hơn 200 họ đa hình đồng kiểu (hiện đã được biết đến) do sự khác biệt về trình tự đóng gói giữa các lớp diatomic Si và C, dẫn đến các cấu trúc tinh thể khác nhau. Vì vậy, SiC rất phù hợp cho vật liệu nền điốt phát sáng (LED) thế hệ mới, vật liệu điện tử công suất cao.
| đặc trưng | |
| tài sản vật chất | Độ cứng cao (3000kg/mm), có thể cắt được ruby |
| Khả năng chống mài mòn cao, chỉ đứng sau kim cương | |
| Độ dẫn nhiệt cao gấp 3 lần so với Si và cao hơn 8 ~ 10 lần so với GaAs. | |
| Độ ổn định nhiệt của SiC cao và không thể tan chảy ở áp suất khí quyển | |
| Hiệu suất tản nhiệt tốt là rất quan trọng đối với các thiết bị có công suất cao | |
|
tính chất hóa học | Khả năng chống ăn mòn rất mạnh, chống lại hầu hết mọi chất ăn mòn đã biết ở nhiệt độ phòng |
| Bề mặt SiC dễ bị oxy hóa tạo thành SiO, lớp mỏng, có thể ngăn chặn quá trình oxy hóa tiếp theo của nó, trong Trên 1700oC, màng oxit tan chảy và oxy hóa nhanh chóng | |
| Dải cấm của 4H-SIC và 6H-SIC gấp khoảng 3 lần so với Si và 2 lần so với GaAs: Cường độ điện trường đánh thủng cao hơn Si một bậc và tốc độ trôi của electron đã bão hòa Hai lần rưỡi Si. Dải tần của 4H-SIC rộng hơn 6H-SIC |
Thời gian đăng: 01-08-2022