SiC – סיליקון קרביד

סיליקון קרביד התגלה בשנת 1893 כחומר שוחק תעשייתי לגלגלי השחזה ובלמי רכב. בערך באמצע המאה ה-20, השימושים בפריפריה של סיליקון קרביד התרחבו וכללו גם בטכנולוגיית LED. מאז, הוא התרחב ליישומים רבים של מוליכים למחצה בשל תכונותיו הפיזיקליות המועילות. תכונות אלו ניכרות במגוון רחב של שימושים שלו בתוך ומחוץ לתעשיית המוליכים למחצה. עם חוק מור שנראה כמגיע לקצה גבול היכולת שלו, חברות רבות בתעשיית המוליכים למחצה בוחנות סיליקון קרביד כחומר מוליך למחצה של העתיד. ניתן לייצר סיליקון קרביד באמצעות מספר רב של סוגי סיליקון, אם כי בתעשיית המוליכים למחצה, רוב המצעים הם 4H-SiC, כאשר 6H- הופך פחות נפוץ ככל ששוק ה-SiC גדל. כאשר מתייחסים לסיליקון קרביד 4H- ו-6H-, ה-H מייצג את מבנה הסריג הגבישי. המספר מייצג את רצף הערימה של האטומים בתוך מבנה הגביש, דבר זה מתואר בטבלת יכולות SVM להלן. יתרונות קשיות סיליקון קרביד ישנם יתרונות רבים לשימוש בסיליקון קרביד על פני מצעי סיליקון מסורתיים יותר. אחד היתרונות העיקריים של חומר זה הוא קשיותו. זה נותן לחומר יתרונות רבים, ביישומים במהירות גבוהה, בטמפרטורה גבוהה ו/או במתח גבוה. לפלסטיק סיליקון קרביד יש מוליכות תרמית גבוהה, מה שאומר שהן יכולות להעביר חום מנקודה אחת לאחרת היטב. זה משפר את המוליכות החשמלית שלה ובסופו של דבר את המזעור, אחת המטרות הנפוצות של המעבר לפלסטיק סיליקון קרביד. יכולות תרמיות - לסובסטרטים של סיליקון קרביד יש גם מקדם התפשטות תרמית נמוך. התפשטות תרמית היא הכמות והכיוון שבהם חומר מתרחב או מתכווץ כשהוא מתחמם או מתקרר. ההסבר הנפוץ ביותר הוא קרח, למרות שהוא מתנהג בצורה הפוכה מרוב המתכות, מתרחב כשהוא מתקרר ומתכווץ כשהוא מתחמם. מקדם ההתפשטות התרמית הנמוך של סיליקון קרביד פירושו שהוא אינו משתנה באופן משמעותי בגודלו או בצורתו כשהוא מתחמם או מתקרר, מה שהופך אותו למושלם להתאמה למכשירים קטנים ולאריזת טרנזיסטורים רבים יותר על שבב יחיד. יתרון עיקרי נוסף של סובסטרטים אלה הוא עמידותם הגבוהה להלם תרמי. משמעות הדבר היא שיש להם את היכולת לשנות טמפרטורות במהירות מבלי להישבר או להיסדק. זה יוצר יתרון ברור בעת ייצור התקנים, שכן זהו מאפיין קשיחות נוסף המשפר את אורך החיים והביצועים של סיליקון קרביד בהשוואה לסיליקון בתפזורת מסורתי. בנוסף ליכולות התרמיות שלו, זהו מצע עמיד מאוד ואינו מגיב עם חומצות, בסיסים או מלחים מותכים בטמפרטורות של עד 800 מעלות צלזיוס. זה מעניק למצעים אלו גמישות ביישומיהם ומסייע עוד יותר ליכולתם להתעלות על ביצועי סיליקון בתפזורת ביישומים רבים. חוזקו בטמפרטורות גבוהות מאפשר לו גם לפעול בבטחה בטמפרטורות מעל 1600 מעלות צלזיוס. זה הופך אותו למצע מתאים כמעט לכל יישום בטמפרטורה גבוהה.