Il carburo di silicio fu scoperto nel 1893 come abrasivo industriale per mole e freni per autoveicoli. Verso la metà del XX secolo, l'utilizzo dei wafer di SiC si espanse fino a includere la tecnologia LED. Da allora, si è espanso in numerose applicazioni nel settore dei semiconduttori grazie alle sue vantaggiose proprietà fisiche. Queste proprietà sono evidenti nella sua ampia gamma di utilizzi, sia all'interno che all'esterno dell'industria dei semiconduttori. Con la Legge di Moore che sembra aver raggiunto il suo limite, molte aziende del settore dei semiconduttori stanno guardando al carburo di silicio come al materiale semiconduttore del futuro. Il SiC può essere prodotto utilizzando diversi politipi di SiC, sebbene nell'industria dei semiconduttori la maggior parte dei substrati sia 4H-SiC, mentre il 6H- sta diventando meno comune con la crescita del mercato del SiC. Quando si fa riferimento al carburo di silicio 4H- e 6H-, la lettera H rappresenta la struttura del reticolo cristallino. Il numero rappresenta la sequenza di impilamento degli atomi all'interno della struttura cristallina, descritta nella tabella delle capacità SVM riportata di seguito. Vantaggi della durezza del carburo di silicio Ci sono numerosi vantaggi nell'utilizzo del carburo di silicio rispetto ai substrati di silicio più tradizionali. Uno dei principali vantaggi di questo materiale è la sua durezza. Ciò conferisce al materiale numerosi vantaggi, in applicazioni ad alta velocità, alta temperatura e/o alta tensione. I wafer di carburo di silicio hanno un'elevata conduttività termica, il che significa che possono trasferire bene il calore da un punto all'altro. Ciò migliora la sua conduttività elettrica e, in definitiva, la miniaturizzazione, uno degli obiettivi comuni del passaggio ai wafer di SiC. Capacità termiche I substrati di SiC hanno anche un basso coefficiente di dilatazione termica. La dilatazione termica è la quantità e la direzione in cui un materiale si espande o si contrae mentre si riscalda o si raffredda. La spiegazione più comune è il ghiaccio, sebbene si comporti in modo opposto alla maggior parte dei metalli, espandendosi mentre si raffredda e restringendosi mentre si riscalda. Il basso coefficiente di dilatazione termica del carburo di silicio significa che non cambia significativamente dimensioni o forma mentre viene riscaldato o raffreddato, il che lo rende perfetto per l'inserimento in dispositivi di piccole dimensioni e per racchiudere più transistor su un singolo chip. Un altro importante vantaggio di questi substrati è la loro elevata resistenza agli shock termici. Ciò significa che hanno la capacità di variare rapidamente la temperatura senza rompersi o creparsi. Questo crea un chiaro vantaggio nella fabbricazione di dispositivi, poiché è un'altra caratteristica di tenacità che migliora la durata e le prestazioni del carburo di silicio rispetto al silicio tradizionale in massa. Oltre alle sue capacità termiche, è un substrato molto resistente e non reagisce con acidi, alcali o sali fusi a temperature fino a 800 °C. Ciò conferisce a questi substrati versatilità nelle loro applicazioni e contribuisce ulteriormente alla loro capacità di superare le prestazioni del silicio in massa in molte applicazioni. La sua resistenza alle alte temperature gli consente inoltre di funzionare in sicurezza a temperature superiori a 1600 °C. Questo lo rende un substrato adatto praticamente a qualsiasi applicazione ad alta temperatura.
Data di pubblicazione: 09/07/2019