SiC – Silikonkarbied

Silikonkarbied is in 1893 ontdek as 'n industriële skuurmiddel vir slypwiele en motorremme. Omtrent die middel van die 20ste eeu het die gebruik van SiC-wafers ook in LED-tegnologie ingesluit. Sedertdien het dit uitgebrei na talle halfgeleiertoepassings as gevolg van sy voordelige fisiese eienskappe. Hierdie eienskappe is duidelik in sy wye reeks gebruike binne en buite die halfgeleierbedryf. Met Moore se Wet wat blykbaar sy limiet bereik, kyk baie maatskappye binne die halfgeleierbedryf na silikonkarbied as die halfgeleiermateriaal van die toekoms. SiC kan vervaardig word met behulp van verskeie politipes SiC, hoewel die meeste substrate binne die halfgeleierbedryf óf 4H-SiC is, met 6H- wat minder algemeen word namate die SiC-mark gegroei het. Wanneer daar na 4H- en 6H- silikonkarbied verwys word, verteenwoordig die H die struktuur van die kristalrooster. Die getal verteenwoordig die stapelvolgorde van die atome binne die kristalstruktuur, dit word in die SVM-vermoënskaart hieronder beskryf. Voordele van Silikonkarbiedhardheid Daar is talle voordele verbonde aan die gebruik van silikonkarbied bo meer tradisionele silikonsubstrate. Een van die belangrikste voordele van hierdie materiaal is die hardheid daarvan. Dit gee die materiaal talle voordele in hoëspoed-, hoëtemperatuur- en/of hoëspanningstoepassings. Silikonkarbiedwafels het hoë termiese geleidingsvermoë, wat beteken dat hulle hitte goed van een punt na 'n ander kan oordra. Dit verbeter die elektriese geleidingsvermoë en uiteindelik miniaturisering, een van die algemene doelwitte van oorskakeling na SiC-wafels. Termiese vermoëns SiC-substrate het ook 'n lae koëffisiënt vir termiese uitbreiding. Termiese uitbreiding is die hoeveelheid en rigting wat 'n materiaal uitbrei of saamtrek soos dit verhit of afkoel. Die mees algemene verduideliking is ys, hoewel dit teenoorgestelde van die meeste metale optree, uitbrei soos dit afkoel en krimp soos dit verhit. Silikonkarbied se lae koëffisiënt vir termiese uitbreiding beteken dat dit nie noemenswaardig in grootte of vorm verander soos dit verhit of afgekoel word nie, wat dit perfek maak om in klein toestelle te pas en meer transistors op 'n enkele skyfie te pak. Nog 'n groot voordeel van hierdie substrate is hul hoë weerstand teen termiese skok. Dit beteken dat hulle die vermoë het om temperature vinnig te verander sonder om te breek of te kraak. Dit skep 'n duidelike voordeel wanneer toestelle vervaardig word, aangesien dit nog 'n taaiheidseienskap is wat die leeftyd en werkverrigting van silikonkarbied verbeter in vergelyking met tradisionele grootmaatsilikon. Benewens sy termiese vermoëns, is dit 'n baie duursame substraat en reageer dit nie met sure, alkalieë of gesmelte soute by temperature tot 800°C nie. Dit gee hierdie substrate veelsydigheid in hul toepassings en bevorder verder hul vermoë om silikon in grootmaat in baie toepassings te oortref. Die sterkte by hoë temperature laat dit ook toe om veilig by temperature bo 1600°C te werk. Dit maak dit 'n geskikte substraat vir feitlik enige hoëtemperatuurtoepassing.