SiC – Karbida Silikon

Karbida silikon ditemukan pada tahun 1893 sebagai bahan abrasif industri untuk roda gerinda dan rem otomotif. Sekitar pertengahan abad ke-20, penggunaan wafer SiC berkembang hingga mencakup teknologi LED. Sejak saat itu, wafer ini telah berkembang menjadi berbagai aplikasi semikonduktor karena sifat fisiknya yang menguntungkan. Sifat-sifat ini tampak jelas dalam berbagai penggunaannya di dalam dan di luar industri semikonduktor. Dengan Hukum Moore yang tampaknya telah mencapai batasnya, banyak perusahaan dalam industri semikonduktor yang memandang karbida silikon sebagai bahan semikonduktor masa depan. SiC dapat diproduksi menggunakan beberapa politipe SiC, meskipun dalam industri semikonduktor, sebagian besar substrat adalah 4H-SiC, dengan 6H- menjadi kurang umum seiring dengan berkembangnya pasar SiC. Ketika mengacu pada karbida silikon 4H- dan 6H-, H mewakili struktur kisi kristal. Angka tersebut mewakili urutan penumpukan atom dalam struktur kristal, hal ini dijelaskan dalam bagan kemampuan SVM di bawah ini. Keunggulan Kekerasan Karbida Silikon Ada banyak keunggulan dalam penggunaan karbida silikon dibandingkan substrat silikon yang lebih tradisional. Salah satu keunggulan utama material ini adalah kekerasannya. Hal ini memberikan material banyak keunggulan, dalam aplikasi kecepatan tinggi, suhu tinggi, dan/atau tegangan tinggi. Wafer karbida silikon memiliki konduktivitas termal yang tinggi, yang berarti dapat mentransfer panas dari satu titik ke titik lain dengan baik. Hal ini meningkatkan konduktivitas listriknya dan akhirnya miniaturisasi, salah satu tujuan umum beralih ke wafer SiC. Kemampuan termal Substrat SiC juga memiliki koefisien ekspansi termal yang rendah. Ekspansi termal adalah jumlah dan arah material mengembang atau menyusut saat memanas atau mendingin. Penjelasan yang paling umum adalah es, meskipun berperilaku berlawanan dengan kebanyakan logam, mengembang saat mendingin dan menyusut saat memanas. Koefisien ekspansi termal karbida silikon yang rendah berarti tidak berubah secara signifikan dalam ukuran atau bentuk saat dipanaskan atau didinginkan, yang membuatnya sempurna untuk dipasang ke perangkat kecil dan mengemas lebih banyak transistor ke dalam satu chip. Keunggulan utama lainnya dari substrat ini adalah ketahanannya yang tinggi terhadap guncangan termal. Ini berarti mereka memiliki kemampuan untuk mengubah suhu dengan cepat tanpa pecah atau retak. Ini menciptakan keuntungan yang jelas saat membuat perangkat karena merupakan karakteristik ketangguhan lain yang meningkatkan masa pakai dan kinerja silikon karbida dibandingkan dengan silikon curah tradisional. Di atas kemampuan termalnya, ini adalah substrat yang sangat tahan lama dan tidak bereaksi dengan asam, alkali, atau garam cair pada suhu hingga 800°C. Ini memberi substrat ini fleksibilitas dalam aplikasinya dan selanjutnya membantu kemampuannya untuk mengungguli silikon curah dalam banyak aplikasi. Kekuatannya pada suhu tinggi juga memungkinkannya untuk beroperasi dengan aman pada suhu di atas 1600°C. Ini menjadikannya substrat yang cocok untuk hampir semua aplikasi suhu tinggi.