Siliciumcarbide werd in 1893 ontdekt als industrieel schuurmiddel voor slijpschijven en autoremmen. Halverwege de 20e eeuw breidde het gebruik van SiC-wafers zich uit naar ledtechnologie. Sindsdien is het materiaal dankzij de gunstige fysische eigenschappen uitgebreid naar talloze halfgeleidertoepassingen. Deze eigenschappen komen tot uiting in het brede scala aan toepassingen binnen en buiten de halfgeleiderindustrie. Nu de Wet van Moore zijn grenzen lijkt te bereiken, kijken veel bedrijven binnen de halfgeleiderindustrie naar siliciumcarbide als het halfgeleidermateriaal van de toekomst. SiC kan worden geproduceerd met behulp van meerdere polytypen SiC, hoewel binnen de halfgeleiderindustrie de meeste substraten 4H-SiC zijn, waarbij 6H- minder gebruikelijk wordt naarmate de SiC-markt groeit. Wanneer wordt verwezen naar 4H- en 6H-siliciumcarbide, staat de H voor de structuur van het kristalrooster. Het getal geeft de stapelvolgorde van de atomen binnen de kristalstructuur aan; dit wordt beschreven in de onderstaande tabel met SVM-mogelijkheden. Voordelen van de hardheid van siliciumcarbide Er zijn talloze voordelen verbonden aan het gebruik van siliciumcarbide ten opzichte van meer traditionele siliciumsubstraten. Een van de belangrijkste voordelen van dit materiaal is de hardheid. Dit geeft het materiaal talloze voordelen bij toepassingen met hoge snelheid, hoge temperaturen en/of hoge spanning. Siliciumcarbidewafers hebben een hoge thermische geleidbaarheid, wat betekent dat ze warmte goed van het ene punt naar het andere kunnen overbrengen. Dit verbetert de elektrische geleidbaarheid en uiteindelijk de miniaturisatie, een van de meest voorkomende doelen bij de overstap naar SiC-wafers. Thermische eigenschappen: SiC-substraten hebben ook een lage thermische uitzettingscoëfficiënt. Thermische uitzetting is de mate en richting waarin een materiaal uitzet of krimpt wanneer het opwarmt of afkoelt. De meest voorkomende verklaring is ijs, hoewel dit zich tegenovergesteld gedraagt aan de meeste metalen: het zet uit bij afkoeling en krimpt bij opwarming. De lage thermische uitzettingscoëfficiënt van siliciumcarbide betekent dat het niet significant van grootte of vorm verandert tijdens opwarming of afkoeling, waardoor het perfect is voor gebruik in kleine apparaten en het plaatsen van meer transistors op één chip. Een ander groot voordeel van deze substraten is hun hoge weerstand tegen thermische schokken. Dit betekent dat ze snel van temperatuur kunnen veranderen zonder te breken of te barsten. Dit levert een duidelijk voordeel op bij de fabricage van apparaten, aangezien deze eigenschap de levensduur en prestaties van siliciumcarbide verbetert ten opzichte van traditioneel bulksilicium. Naast de thermische eigenschappen is het een zeer duurzaam substraat en reageert het niet met zuren, logen of gesmolten zouten bij temperaturen tot 800 °C. Dit maakt deze substraten veelzijdig in hun toepassingen en draagt bij aan hun vermogen om bulksilicium in veel toepassingen te overtreffen. De hoge temperatuursterkte zorgt er ook voor dat het veilig kan werken bij temperaturen boven 1600 °C. Dit maakt het een geschikt substraat voor vrijwel elke toepassing met hoge temperaturen.
Plaatsingstijd: 9 juli 2019