SiC – 탄화규소

탄화규소는 1893년 연삭 휠과 자동차 브레이크용 산업용 연마재로 발견되었습니다. 20세기 중반 무렵, SiC 웨이퍼의 용도는 LED 기술로 확대되었습니다. 그 이후로 SiC는 뛰어난 물리적 특성 덕분에 다양한 반도체 응용 분야로 확장되었습니다. 이러한 특성은 반도체 산업 안팎에서 광범위하게 활용되고 있습니다. 무어의 법칙이 한계에 도달하는 듯함에 따라, 반도체 산업 내 많은 기업들이 미래의 반도체 소재로 탄화규소에 주목하고 있습니다. SiC는 다양한 폴리타입의 SiC를 사용하여 생산될 수 있지만, 반도체 산업에서 대부분의 기판은 4H-SiC이며, SiC 시장이 성장함에 따라 6H-SiC는 점차 보편화되고 있습니다. 4H-SiC와 6H-SiC에서 H는 결정 격자 구조를 나타냅니다. 숫자는 결정 구조 내 원자의 적층 순서를 나타내며, 이는 아래 SVM 성능 차트에 설명되어 있습니다. 탄화규소 경도의 장점 탄화규소를 기존의 실리콘 기판에 비해 사용하면 여러 가지 장점이 있습니다. 이 소재의 주요 장점 중 하나는 경도입니다. 이는 고속, 고온 및/또는 고전압 응용 분야에서 다양한 이점을 제공합니다. 탄화규소 웨이퍼는 높은 열전도도를 가지고 있어 열을 한 지점에서 다른 지점으로 잘 전달할 수 있습니다. 이는 전기 전도도를 향상시키고 궁극적으로 소형화를 달성하는데, 이는 SiC 웨이퍼로 전환하는 일반적인 목표 중 하나입니다. 열 성능 SiC 기판은 또한 열팽창 계수가 낮습니다. 열팽창은 재료가 가열되거나 냉각될 때 팽창하거나 수축하는 양과 방향입니다. 가장 일반적인 설명은 얼음이지만, 대부분의 금속과는 반대로 냉각될 때 팽창하고 수축합니다. 탄화규소는 열팽창 계수가 낮아 가열되거나 냉각될 때 크기나 모양이 크게 변하지 않으므로 소형 장치에 적합하고 단일 칩에 더 많은 트랜지스터를 탑재하는 데 적합합니다. 이 기판의 또 다른 주요 장점은 열충격에 대한 높은 내성입니다. 즉, 파손이나 균열 없이 빠르게 온도를 변화시킬 수 있습니다. 이는 실리콘 카바이드의 수명과 성능을 기존 벌크 실리콘에 비해 향상시키는 또 다른 인성 특성으로, 소자 제작 시 확실한 이점을 제공합니다. 열 성능 외에도, 실리콘 카바이드는 매우 내구성이 뛰어난 기판으로, 최대 800°C의 온도에서 산, 알칼리 또는 용융염과 반응하지 않습니다. 이러한 특성은 실리콘 카바이드 기판의 다양한 응용 분야를 제공하며, 여러 응용 분야에서 벌크 실리콘보다 우수한 성능을 발휘할 수 있도록 지원합니다. 고온 강도는 1600°C 이상의 온도에서도 안전하게 작동할 수 있도록 합니다. 따라서 실리콘 카바이드는 거의 모든 고온 응용 분야에 적합한 기판입니다.