Le carbure de silicium a été découvert en 1893 comme abrasif industriel pour les meules et les freins automobiles. Vers le milieu du 20e siècle, les utilisations des plaquettes SiC se sont développées pour inclure la technologie LED. Depuis lors, il s’est étendu à de nombreuses applications dans le domaine des semi-conducteurs en raison de ses propriétés physiques avantageuses. Ces propriétés sont évidentes dans son large éventail d'utilisations dans et en dehors de l'industrie des semi-conducteurs. Alors que la loi de Moore semble atteindre ses limites, de nombreuses entreprises du secteur des semi-conducteurs se tournent vers le carbure de silicium comme matériau semi-conducteur du futur. Le SiC peut être produit à l'aide de plusieurs polytypes de SiC, bien que dans l'industrie des semi-conducteurs, la plupart des substrats soient du 4H-SiC, le 6H- devenant moins courant à mesure que le marché du SiC se développe. Lorsqu’on fait référence au carbure de silicium 4H et 6H, le H représente la structure du réseau cristallin. Le nombre représente la séquence d'empilement des atomes dans la structure cristalline, ceci est décrit dans le tableau des capacités SVM ci-dessous. Avantages de la dureté du carbure de silicium L'utilisation du carbure de silicium présente de nombreux avantages par rapport aux substrats de silicium plus traditionnels. L’un des avantages majeurs de ce matériau est sa dureté. Cela confère au matériau de nombreux avantages, dans les applications à grande vitesse, haute température et/ou haute tension. Les plaquettes de carbure de silicium ont une conductivité thermique élevée, ce qui signifie qu'elles peuvent bien transférer la chaleur d'un point à un autre. Cela améliore sa conductivité électrique et, à terme, sa miniaturisation, l'un des objectifs communs du passage aux plaquettes SiC. Capacités thermiques Les substrats SiC ont également un faible coefficient de dilatation thermique. La dilatation thermique est la quantité et la direction dans laquelle un matériau se dilate ou se contracte lorsqu'il se réchauffe ou se refroidit. L'explication la plus courante est la glace, bien qu'elle se comporte à l'opposé de la plupart des métaux, se dilatant en refroidissant et rétrécissant en se réchauffant. Le faible coefficient de dilatation thermique du carbure de silicium signifie qu'il ne change pas de manière significative en taille ou en forme lorsqu'il est chauffé ou refroidi, ce qui le rend parfait pour s'adapter à de petits appareils et regrouper davantage de transistors sur une seule puce. Un autre avantage majeur de ces substrats est leur haute résistance aux chocs thermiques. Cela signifie qu’ils ont la capacité de changer rapidement de température sans se casser ni se fissurer. Cela crée un avantage évident lors de la fabrication de dispositifs, car il s'agit d'une autre caractéristique de ténacité qui améliore la durée de vie et les performances du carbure de silicium par rapport au silicium en vrac traditionnel. En plus de ses capacités thermiques, c'est un substrat très durable qui ne réagit pas avec les acides, les alcalis ou les sels fondus à des températures allant jusqu'à 800°C. Cela donne à ces substrats une polyvalence dans leurs applications et contribue en outre à leur capacité à surpasser le silicium en vrac dans de nombreuses applications. Sa résistance aux températures élevées lui permet également de fonctionner en toute sécurité à des températures supérieures à 1 600°C. Cela en fait un substrat approprié pour pratiquement toutes les applications à haute température.
Heure de publication : 09 juillet 2019