SiC – Siliziumkarbid

Siliziumkarbid gouf 1893 als industriellt Schleifmëttel fir Schleifrieder an Autobremsen entdeckt. Ongeféier Mëtt vum 20. Joerhonnert ass d'Benotzung vu SiC-Wafer och an der LED-Technologie gewuess. Zënterhier huet et sech wéinst senge virdeelhafte physikalesche Eegeschafte a ville Hallefleederapplikatioune expandéiert. Dës Eegeschafte si kloer a sengem breede Spektrum vun Uwendungen an an ausserhalb vun der Hallefleederindustrie ze gesinn. Well d'Moore-Gesetz seng Grenzen erreecht huet, kucken vill Firmen an der Hallefleederindustrie op Siliziumkarbid als Hallefleedermaterial vun der Zukunft. SiC kann mat verschiddene Polytypen vu SiC produzéiert ginn, obwuel an der Hallefleederindustrie déi meescht Substrate entweder 4H-SiC sinn, mat 6H- déi manner heefeg gëtt wéi de SiC-Maart gewuess ass. Wann et ëm 4H- a 6H- Siliziumkarbid geet, representéiert den H d'Struktur vum Kristallgitter. D'Zuel representéiert d'Stapelsequenz vun den Atomer an der Kristallstruktur, dëst gëtt an der SVM-Fäegkeetstabell hei ënnendrënner beschriwwen. Virdeeler vun der Siliziumkarbidhärte Et gi vill Virdeeler fir Siliziumkarbid am Verglach mat méi traditionelle Siliziumsubstrater ze benotzen. Ee vun den Haaptvirdeeler vun dësem Material ass seng Häerte. Dëst gëtt dem Material vill Virdeeler, a Héichgeschwindegkeets-, Héichtemperatur- an/oder Héichspannungsapplikatiounen. Siliziumkarbid-Wafers hunn eng héich thermesch Konduktivitéit, dat heescht, si kënnen Hëtzt vun engem Punkt op en aneren gutt iwwerdroen. Dëst verbessert seng elektresch Konduktivitéit a schliisslech d'Miniaturiséierung, ee vun den allgemengen Ziler beim Wiessel op SiC-Wafers. Thermesch Fäegkeeten SiC-Substrater hunn och e niddrege Koeffizient fir thermesch Expansioun. D'Thermesch Expansioun ass de Betrag an d'Richtung, an där e Material sech ausdehnt oder zesummezitt, wann et sech erhëtzt oder ofkillt. Déi heefegst Erklärung ass Äis, obwuel et sech géigeniwwer de meeschte Metaller verhält, andeems et sech ausdehnt, wann et ofkillt, a schrumpft, wann et sech erhëtzt. De niddrege Koeffizient fir thermesch Expansioun vu Siliziumkarbid bedeit, datt et sech net wesentlech a Gréisst oder Form ännert, wann et erhëtzt oder ofkillt, wat et perfekt mécht fir a kleng Apparater anzepassen a méi Transistoren op engem eenzege Chip ze packen. En anere groussen Avantage vun dëse Substrater ass hir héich Resistenz géint Thermoschock. Dëst bedeit, datt si d'Fäegkeet hunn, d'Temperaturen séier z'änneren, ouni ze briechen oder ze räissen. Dëst erstellt e kloere Virdeel bei der Fabrikatioun vun Apparater, well et eng aner Zähegkeetseigenschaft ass, déi d'Liewensdauer an d'Leeschtung vu Siliziumkarbid am Verglach mat traditionellem Bulksilizium verbessert. Nieft senge thermesche Fäegkeeten ass et e ganz haltbaart Substrat a reagéiert net mat Säuren, Alkalien oder geschmollte Salzer bei Temperaturen bis zu 800°C. Dëst gëtt dëse Substrater eng Villfältegkeet an hiren Uwendungen a stäerkt weider hir Fäegkeet, Bulksilizium a ville Uwendungen ze iwwertrëffen. Seng Stäerkt bei héijen Temperaturen erlaabt et och, sécher bei Temperaturen iwwer 1600°C ze funktionéieren. Dëst mécht et zu engem passenden Substrat fir praktesch all Héichtemperaturapplikatioun.