SiC – Silisiumkarbid

Silisiumkarbid waard yn 1893 ûntdutsen as in yndustrieel abrasive materiaal foar slypskiven en autoremmen. Om healwei de 20e iuw hinne groeide it gebrûk fan SiC-wafers út nei LED-technology. Sûnt dy tiid is it útwreide nei ferskate healgeleidertapassingen fanwegen syn foardielige fysike eigenskippen. Dizze eigenskippen binne dúdlik yn syn brede skala oan gebrûken binnen en bûten de healgeleideryndustry. Mei de Wet fan Moore syn limyt te berikken, sjogge in protte bedriuwen binnen de healgeleideryndustry nei silisiumkarbid as it healgeleidermateriaal fan 'e takomst. SiC kin produsearre wurde mei meardere polytypen SiC, hoewol binnen de healgeleideryndustry de measte substraten of 4H-SiC binne, wêrby't 6H- minder gewoan wurdt as de SiC-merk groeid is. As wy ferwize nei 4H- en 6H- silisiumkarbid, stiet de H foar de struktuer fan it kristalrooster. It getal stiet foar de stapelingssekwinsje fan 'e atomen binnen de kristalstruktuer, dit wurdt beskreaun yn 'e SVM-kapasiteitstabel hjirûnder. Foardielen fan silisiumkarbidhurdens D'r binne ferskate foardielen oan it brûken fan silisiumkarbid boppe tradisjonelere silisiumsubstraten. Ien fan 'e wichtichste foardielen fan dit materiaal is syn hurdens. Dit jout it materiaal ferskate foardielen, yn tapassingen mei hege snelheid, hege temperatuer en/of hege spanning. Silisiumkarbidwafers hawwe in hege termyske geliedingsfermogen, wat betsjut dat se waarmte goed fan it iene punt nei it oare kinne oerdrage. Dit ferbetteret de elektryske geliedingsfermogen en úteinlik miniaturisaasje, ien fan 'e mienskiplike doelen fan it oerskeakeljen nei SiC-wafers. Termyske mooglikheden SiC-substraten hawwe ek in lege koëffisjint foar termyske útwreiding. Termyske útwreiding is de hoemannichte en rjochting wêryn't in materiaal útwreidet of krimpt as it opwaarmt of ôfkuollet. De meast foarkommende útlis is iis, hoewol it him tsjinoerstelde gedraacht as de measte metalen, útwreidet as it ôfkuollet en krimpt as it opwaarmt. De lege koëffisjint foar termyske útwreiding fan silisiumkarbid betsjut dat it net signifikant feroaret yn grutte of foarm as it opwaarmt of ôfkuollet, wat it perfekt makket foar it passen yn lytse apparaten en it ynpakken fan mear transistors op ien chip. In oar grut foardiel fan dizze substraten is har hege wjerstân tsjin termyske skok. Dit betsjut dat se de mooglikheid hawwe om temperatueren rap te feroarjen sûnder te brekken of te barsten. Dit skept in dúdlik foardiel by it meitsjen fan apparaten, om't it in oare taaiheidseigenskip is dy't de libbensdoer en prestaasjes fan silisiumkarbid ferbetteret yn ferliking mei tradisjoneel bulksilisium. Neist syn termyske mooglikheden is it in tige duorsum substraat en reagearret it net mei soeren, alkaliën of smelte sâlt by temperatueren oant 800 °C. Dit jout dizze substraten alsidichheid yn har tapassingen en helpt fierder har fermogen om bulk silisium yn in protte tapassingen te oertreffen. Syn sterkte by hege temperatueren makket it ek mooglik om feilich te operearjen by temperatueren boppe 1600 °C. Dit makket it in geskikt substraat foar praktysk elke tapassing by hege temperatueren.