Siliciumcarbide werd in 1893 ontdekt als industrieel schuurmiddel voor slijpschijven en autoremmen. Ongeveer halverwege de 20e eeuw groeide het gebruik van SiC-wafers in de LED-technologie. Sindsdien is het vanwege zijn gunstige fysieke eigenschappen uitgebreid naar talrijke halfgeleidertoepassingen. Deze eigenschappen komen tot uiting in het brede scala aan toepassingen binnen en buiten de halfgeleiderindustrie. Nu de wet van Moore zijn limiet lijkt te bereiken, kijken veel bedrijven binnen de halfgeleiderindustrie naar siliciumcarbide als het halfgeleidermateriaal van de toekomst. SiC kan worden geproduceerd met behulp van meerdere polytypen SiC, hoewel binnen de halfgeleiderindustrie de meeste substraten 4H-SiC zijn, waarbij 6H- steeds minder gebruikelijk wordt naarmate de SiC-markt is gegroeid. Wanneer wordt verwezen naar 4H- en 6H-siliciumcarbide, vertegenwoordigt de H de structuur van het kristalrooster. Het getal vertegenwoordigt de stapelvolgorde van de atomen binnen de kristalstructuur, dit wordt beschreven in de onderstaande SVM-mogelijkhedentabel. Voordelen van de hardheid van siliciumcarbide Er zijn talloze voordelen verbonden aan het gebruik van siliciumcarbide ten opzichte van meer traditionele siliciumsubstraten. Een van de grote voordelen van dit materiaal is de hardheid. Dit geeft het materiaal talloze voordelen, bij toepassingen met hoge snelheid, hoge temperatuur en/of hoge spanning. Siliciumcarbidewafels hebben een hoge thermische geleidbaarheid, wat betekent dat ze warmte van het ene punt naar het andere kunnen overbrengen. Dit verbetert de elektrische geleidbaarheid en uiteindelijk de miniaturisatie, een van de gemeenschappelijke doelen van het overstappen op SiC-wafels. Thermische eigenschappen SiC-substraten hebben ook een lage thermische uitzettingscoëfficiënt. Thermische uitzetting is de hoeveelheid en richting waarin een materiaal uitzet of samentrekt als het opwarmt of afkoelt. De meest voorkomende verklaring is ijs, hoewel het zich tegenovergesteld gedraagt aan de meeste metalen: het zet uit als het afkoelt en krimpt als het opwarmt. De lage thermische uitzettingscoëfficiënt van siliciumcarbide betekent dat het niet significant van grootte of vorm verandert als het wordt verwarmd of afgekoeld, waardoor het perfect is om in kleine apparaten te passen en meer transistors op één chip te plaatsen. Een ander groot voordeel van deze substraten is hun hoge weerstand tegen thermische schokken. Dit betekent dat ze het vermogen hebben om de temperatuur snel te veranderen zonder te breken of te barsten. Dit creëert een duidelijk voordeel bij het vervaardigen van apparaten, omdat het een andere taaiheidseigenschap is die de levensduur en prestaties van siliciumcarbide verbetert in vergelijking met traditioneel bulksilicium. Naast zijn thermische eigenschappen is het een zeer duurzaam substraat en reageert het niet met zuren, logen of gesmolten zouten bij temperaturen tot 800°C. Dit geeft deze substraten veelzijdigheid in hun toepassingen en draagt verder bij aan hun vermogen om in veel toepassingen beter te presteren dan bulk-silicium. Dankzij zijn sterkte bij hoge temperaturen kan hij ook veilig werken bij temperaturen boven 1600°C. Dit maakt het een geschikt substraat voor vrijwel elke toepassing bij hoge temperaturen.
Posttijd: 09 juli 2019