Siliciumcarbid blev opdaget i 1893 som et industrielt slibemiddel til slibeskiver og bilbremser. Omkring midten af det 20. århundrede voksede anvendelsen af SiC-wafere til også at omfatte LED-teknologi. Siden da har det udvidet sig til adskillige halvlederapplikationer på grund af dets fordelagtige fysiske egenskaber. Disse egenskaber er tydelige i dets brede vifte af anvendelser i og uden for halvlederindustrien. Da Moores lov ser ud til at nå sin grænse, ser mange virksomheder inden for halvlederindustrien mod siliciumcarbid som fremtidens halvledermateriale. SiC kan produceres ved hjælp af flere polytyper af SiC, selvom de fleste substrater inden for halvlederindustrien enten er 4H-SiC, hvor 6H- bliver mindre almindeligt i takt med at SiC-markedet er vokset. Når der refereres til 4H- og 6H- siliciumcarbid, repræsenterer H'et krystalgitterets struktur. Tallet repræsenterer atomernes stablingssekvens i krystalstrukturen, hvilket er beskrevet i SVM-kapacitetsdiagrammet nedenfor. Fordele ved siliciumcarbids hårdhed Der er adskillige fordele ved at bruge siliciumcarbid i forhold til mere traditionelle siliciumsubstrater. En af de største fordele ved dette materiale er dets hårdhed. Dette giver materialet adskillige fordele i applikationer med høj hastighed, høj temperatur og/eller høj spænding. Siliciumcarbidwafere har høj termisk ledningsevne, hvilket betyder, at de kan overføre varme fra et punkt til et andet. Dette forbedrer dets elektriske ledningsevne og i sidste ende miniaturisering, et af de almindelige mål med at skifte til SiC-wafere. Termiske egenskaber SiC-substrater har også en lav termisk udvidelseskoefficient. Termisk udvidelse er den mængde og retning, et materiale udvider sig eller trækker sig sammen, når det opvarmes eller afkøles. Den mest almindelige forklaring er is, selvom det opfører sig modsat de fleste metaller, idet det udvider sig, når det afkøles, og krymper, når det opvarmes. Siliciumcarbids lave termiske udvidelseskoefficient betyder, at det ikke ændrer sig væsentligt i størrelse eller form, når det opvarmes eller afkøles, hvilket gør det perfekt til montering i små enheder og til at pakke flere transistorer på en enkelt chip. En anden væsentlig fordel ved disse substrater er deres høje modstandsdygtighed over for termisk chok. Det betyder, at de har evnen til at ændre temperaturer hurtigt uden at knække eller revne. Dette skaber en klar fordel ved fremstilling af enheder, da det er en anden sejhedsegenskab, der forbedrer levetiden og ydeevnen af siliciumcarbid i sammenligning med traditionelt bulksilicium. Udover sine termiske egenskaber er det et meget holdbart substrat, der ikke reagerer med syrer, baser eller smeltede salte ved temperaturer op til 800°C. Dette giver disse substrater alsidighed i deres anvendelser og understøtter yderligere deres evne til at overgå silicium i bulk i mange anvendelser. Dets styrke ved høje temperaturer gør det også muligt for det at fungere sikkert ved temperaturer over 1600°C. Dette gør det til et egnet substrat til stort set enhver højtemperaturanvendelse.
Opslagstidspunkt: 9. juli 2019