SiC – silicijum karbid

Silicijum karbid je otkriven 1893. godine kao industrijski abraziv za brušenje točkova i automobilskih kočnica. Otprilike sredinom 20. stoljeća, upotreba SiC pločica je porasla i uključila se u LED tehnologiju. Od tada se proširio na brojne primjene u poluvodičima zbog svojih povoljnih fizičkih svojstava. Ova svojstva su očigledna u širokom spektru upotrebe u i izvan industrije poluvodiča. Kako se čini da je Murov zakon dostigao svoju granicu, mnoge kompanije u industriji poluprovodnika gledaju na silicijum karbid kao poluprovodnički materijal budućnosti. SiC se može proizvesti korištenjem više politipova SiC, iako je u industriji poluvodiča većina supstrata ili 4H-SiC, pri čemu 6H- postaje sve manje uobičajen kako je tržište SiC raslo. Kada se govori o 4H- i 6H- silicijum karbidu, H predstavlja strukturu kristalne rešetke. Broj predstavlja redoslijed slaganja atoma unutar kristalne strukture, što je opisano u donjem grafikonu SVM mogućnosti. Prednosti tvrdoće silicijum karbida Postoje brojne prednosti upotrebe silicijum karbida u odnosu na tradicionalnije silicijumske podloge. Jedna od glavnih prednosti ovog materijala je njegova tvrdoća. Ovo materijalu daje brojne prednosti u primjenama pri velikim brzinama, visokim temperaturama i/ili visokom naponu. Silicijum karbidne pločice imaju visoku toplotnu provodljivost, što znači da mogu preneti toplotu sa jedne tačke na drugu bunar. Ovo poboljšava njegovu električnu provodljivost i na kraju minijaturizaciju, jedan od uobičajenih ciljeva prelaska na SiC pločice. Termičke sposobnosti SiC supstrati takođe imaju nizak koeficijent termičkog širenja. Toplotna ekspanzija je količina i smjer u kojem se materijal širi ili skuplja dok se zagrijava ili hladi. Najčešće objašnjenje je led, iako se ponaša suprotno od većine metala, šireći se dok se hladi i skupljajući dok se zagrijava. Nizak koeficijent termičke ekspanzije silicijum karbida znači da se ne menja značajno u veličini ili obliku kako se zagreva ili hladi, što ga čini savršenim za uklapanje u male uređaje i pakovanje više tranzistora na jedan čip. Još jedna velika prednost ovih podloga je njihova visoka otpornost na termički udar. To znači da imaju sposobnost brzog mijenjanja temperature bez pucanja ili pucanja. Ovo stvara jasnu prednost pri proizvodnji uređaja jer je to još jedna karakteristika žilavosti koja poboljšava vijek trajanja i performanse silicijum karbida u poređenju sa tradicionalnim silicijumom. Pored svojih termičkih sposobnosti, veoma je izdržljiva podloga i ne reaguje sa kiselinama, alkalijama ili rastopljenim solima na temperaturama do 800°C. Ovo ovim podlogama daje svestranost u njihovoj primjeni i dodatno pomaže njihovoj sposobnosti da nadmašuju silicij u velikom broju u mnogim aplikacijama. Njegova snaga na visokim temperaturama takođe mu omogućava siguran rad na temperaturama preko 1600°C. To ga čini prikladnom podlogom za gotovo svaku primjenu na visokim temperaturama.