SiC – карбид кремния

Карбид кремния был открыт в 1893 году как промышленный абразив для шлифовальных кругов и автомобильных тормозов. Примерно в середине XX века применение кремниево-карбидных пластин расширилось и стало включать светодиодные технологии. С тех пор благодаря своим выгодным физическим свойствам он нашёл широкое применение в полупроводниковой промышленности. Эти свойства очевидны в широком спектре его использования как в полупроводниковой промышленности, так и за её пределами. Поскольку закон Мура, похоже, достигает своего предела, многие компании в полупроводниковой промышленности рассматривают карбид кремния как полупроводниковый материал будущего. SiC может быть получен с использованием нескольких полиморфных модификаций SiC, хотя в полупроводниковой промышленности большинство подложек представляют собой либо 4H-SiC, а 6H- становится менее распространённым по мере роста рынка SiC. При упоминании 4H- и 6H-карбида кремния H обозначает структуру кристаллической решетки. Число обозначает последовательность укладки атомов в кристаллической структуре, это описано в таблице возможностей SVM ниже. Преимущества твердости карбида кремния. Использование карбида кремния имеет множество преимуществ по сравнению с более традиционными кремниевыми подложками. Одним из главных преимуществ этого материала является его твердость. Это дает материалу множество преимуществ в высокоскоростных, высокотемпературных и/или высоковольтных приложениях. Пластины из карбида кремния обладают высокой теплопроводностью, что означает, что они хорошо передают тепло от одной точки к другой. Это улучшает его электропроводность и, в конечном итоге, миниатюризацию, одну из распространенных целей перехода на пластины из карбида кремния. Тепловые характеристики. Подложки из карбида кремния также имеют низкий коэффициент теплового расширения. Тепловое расширение — это величина и направление расширения или сжатия материала при нагревании или охлаждении. Наиболее распространенное объяснение — лед, хотя он ведет себя противоположно большинству металлов, расширяясь при охлаждении и сжимаясь при нагревании. Низкий коэффициент теплового расширения карбида кремния означает, что он не сильно изменяется в размере или форме при нагревании или охлаждении, что делает его идеальным для размещения в небольших устройствах и размещения большего количества транзисторов на одном чипе. Еще одним важным преимуществом этих подложек является их высокая устойчивость к термическим ударам. Это означает, что они способны быстро изменять температуру без разрушения или растрескивания. Это дает явное преимущество при изготовлении устройств, поскольку это еще одна характеристика прочности, которая улучшает срок службы и производительность карбида кремния по сравнению с традиционным объемным кремнием. Помимо своих термических свойств, это очень прочная подложка, которая не вступает в реакцию с кислотами, щелочами или расплавленными солями при температурах до 800°C. Это обеспечивает этим подложкам универсальность в их применении и дополнительно способствует их превосходству над объемным кремнием во многих областях применения. Прочность при высоких температурах также позволяет безопасно эксплуатировать их при температурах выше 1600°C. Это делает их подходящей подложкой практически для любого высокотемпературного применения.