SiC – silicijum karbid

Silicijum karbid je otkriven 1893. godine kao industrijski abraziv za brusne točkove i automobilske kočnice. Otprilike sredinom 20. vijeka, upotreba SiC pločica se proširila i na LED tehnologiju. Od tada se proširio na brojne poluprovodničke primjene zbog svojih povoljnih fizičkih svojstava. Ova svojstva su očigledna u njegovom širokom rasponu upotrebe u i izvan poluprovodničke industrije. Kako se čini da je Mooreov zakon dostigao svoje granice, mnoge kompanije u poluprovodničkoj industriji se okreću silicijum karbidu kao poluprovodničkom materijalu budućnosti. SiC se može proizvoditi korištenjem više politipova SiC, iako je u poluprovodničkoj industriji većina supstrata ili 4H-SiC, dok 6H- postaje manje uobičajen kako tržište SiC raste. 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 donjoj tabeli SVM mogućnosti. Prednosti tvrdoće silicijum karbida Postoje brojne prednosti korištenja silicijum karbida u odnosu na tradicionalnije silicijumske supstrate. Jedna od glavnih prednosti ovog materijala je njegova tvrdoća. Ovo daje materijalu brojne prednosti, u primjenama pri velikim brzinama, visokim temperaturama i/ili visokom naponu. Pločice silicijum karbida imaju visoku toplotnu provodljivost, što znači da mogu dobro prenositi toplotu s jedne tačke na drugu. Ovo poboljšava njihovu električnu provodljivost i na kraju minijaturizaciju, jedan od uobičajenih ciljeva prelaska na SiC pločice. Termičke sposobnosti SiC podloge također imaju nizak koeficijent toplotnog širenja. Toplinsko širenje 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 se dok se zagrijava. Nizak koeficijent toplotnog širenja silicijum karbida znači da se ne mijenja značajno u veličini ili obliku dok se zagrijava ili hladi, što ga čini savršenim za ugradnju u male uređaje i pakovanje više tranzistora na jedan čip. Još jedna velika prednost ovih podloga je njihova visoka otpornost na toplotni udar. To znači da imaju sposobnost brze promjene temperature bez loma ili pucanja. Ovo stvara jasnu prednost pri izradi uređaja jer je to još jedna karakteristika žilavosti koja poboljšava vijek trajanja i performanse silicijum karbida u poređenju sa tradicionalnim silicijumom u rasutom stanju. Pored svojih termičkih svojstava, to je vrlo izdržljiva podloga i ne reagira s kiselinama, alkalijama ili rastopljenim solima na temperaturama do 800°C. To ovim podlogama daje svestranost u primjeni i dodatno pomaže njihovoj sposobnosti da nadmaše rasuti silicijum u mnogim primjenama. Njegova čvrstoća na visokim temperaturama također mu omogućava siguran rad na temperaturama preko 1600°C. To ga čini pogodnom podlogom za gotovo svaku primjenu na visokim temperaturama.