Siliciumcarbid blev opdaget i 1893 som et industrielt slibemiddel til slibeskiver og bilbremser. Omtrent midtvejs i det 20. århundrede voksede anvendelsen af SiC-wafer til 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 dens brede vifte af anvendelser i og uden for halvlederindustrien. Da Moores lov ser ud til at nå sin grænse, søger mange virksomheder inden for halvlederindustrien mod siliciumcarbid som fremtidens halvledermateriale. SiC kan fremstilles ved hjælp af flere polytyper af SiC, selvom inden for halvlederindustrien er de fleste substrater enten 4H-SiC, hvor 6H- bliver mindre almindeligt, efterhånden som SiC-markedet er vokset. Når der henvises til 4H- og 6H-siliciumcarbid, repræsenterer H'et strukturen af krystalgitteret. Tallet repræsenterer stablingssekvensen af atomerne i krystalstrukturen, dette er beskrevet i SVM-kapacitetsdiagrammet nedenfor. Fordele ved siliciumcarbidhårdhed 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 ved høj hastighed, høj temperatur og/eller højspænding. Siliciumcarbidskiver har høj varmeledningsevne, hvilket betyder, at de kan overføre varme fra et punkt til et andet brønd. Dette forbedrer dens elektriske ledningsevne og i sidste ende miniaturisering, et af de fælles mål med at skifte til SiC-wafere. Termiske egenskaber SiC-substrater har også en lav koefficient for termisk udvidelse. Termisk ekspansion er den mængde og retning, et materiale udvider eller trækker sig sammen, når det opvarmes eller afkøles. Den mest almindelige forklaring er is, selvom den opfører sig modsat af de fleste metaller, udvider sig, når den afkøles og krymper, når den opvarmes. Siliciumcarbids lave koefficient for termisk udvidelse betyder, at den ikke ændrer sig væsentligt i størrelse eller form, når den varmes op eller køles ned, hvilket gør den perfekt til at passe ind i små enheder og pakke flere transistorer på en enkelt chip. En anden stor fordel ved disse substrater er deres høje modstand mod termisk stød. Det betyder, at de har evnen til at ændre temperaturer hurtigt uden at gå i stykker eller revne. Dette skaber en klar fordel ved fremstilling af enheder, da det er en anden sejhedsegenskab, der forbedrer levetiden og ydeevnen af siliciumcarbid sammenlignet med traditionelt bulk silicium. Ud over dets termiske egenskaber er det et meget holdbart substrat og reagerer ikke med syrer, baser eller smeltede salte ved temperaturer op til 800°C. Dette giver disse substrater alsidighed i deres applikationer og hjælper yderligere deres evne til at udeføre bulk silicium i mange applikationer. Dens styrke ved høje temperaturer gør det også muligt at arbejde sikkert ved temperaturer over 1600°C. Dette gør det til et velegnet underlag til stort set enhver højtemperaturapplikation.
Indlægstid: Jul-09-2019