SIC - 炭化シリコン

炭化シリコンは、1893年に粉砕ホイールと自動車ブレーキのための工業研磨剤として発見されました。 20世紀の途中で、SIC WaferはLEDテクノロジーを含めるために成長しました。それ以来、有利な物理的特性により、多数の半導体アプリケーションに拡大しています。これらのプロパティは、半導体業界内外の幅広い用途で明らかです。ムーアの法律が限界に達しているように見えるため、半導体業界内の多くの企業は、将来の半導体材料として炭化シリコンに目を向けています。 SICはSICの複数のポリタイプを使用して生成できますが、半導体産業ではほとんどの基質は4H-SICであり、SIC市場が成長するにつれて6H-はあまり一般的ではありません。 4Hおよび6H-シリコン炭化物を参照する場合、Hは結晶格子の構造を表します。数値は、結晶構造内の原子のスタッキングシーケンスを表します。これは、以下のSVM機能チャートで説明されています。炭化シリコンの硬度の利点は、より伝統的なシリコン基板上で炭化シリコンを使用することには多くの利点があります。この素材の主な利点の1つは、その硬度です。これにより、高速、高温、および/または高電圧アプリケーションの多数の利点が得られます。シリコン炭化物ウェーハは熱伝導率が高いため、ある点から別のポイントに熱を井戸に移すことができます。これにより、その電気導電率と最終的に小型化が改善されます。これは、SICウェーファーに切り替えるという一般的な目標の1つです。熱能力SIC基質は、熱膨張の係数も低いです。熱の膨張とは、加熱または冷却されるため、材料が拡張または収縮する量と方向です。最も一般的な説明は氷ですが、ほとんどの金属の反対側に動作し、冷却するにつれて拡大し、熱くなると縮小します。炭化シリコンの熱膨張の低い係数は、加熱または冷却されているため、サイズや形状が大きく変化しないことを意味します。これにより、小さなデバイスに取り付けられ、より多くのトランジスタを単一のチップに詰めるのに最適です。これらの基質のもう1つの主要な利点は、熱ショックに対する耐性が高いことです。これは、壊れたりひび割れたりせずに気温を急速に変える能力を持っていることを意味します。これは、従来のバルクシリコンと比較して炭化シリコンの寿命とパフォーマンスを改善するもう1つのタフネス特性であるため、デバイスを製造するときに明確な利点を生み出します。その熱能力に加えて、それは非常に耐久性のある基質であり、最大800°Cの温度で酸、アルカリ、または溶融塩とは反応しません。これにより、これらの基板はアプリケーションで汎用性を与え、さらに多くのアプリケーションでバルクシリコンを実行する能力をさらに支援します。また、高温での強度により、1600°Cを超える温度で安全に動作することができます。これにより、実質的に高温用途に適した基質になります。