Silisiumkarbid ble oppdaget i 1893 som et industrielt slipemiddel for slipeskiver og bilbremser. Omtrent midtveis i det 20. århundre vokste bruken av SiC-wafer til å inkludere i LED-teknologi. Siden den gang har den utvidet seg til en rekke halvlederapplikasjoner på grunn av dens fordelaktige fysiske egenskaper. Disse egenskapene er tydelige i dets brede bruksområde i og utenfor halvlederindustrien. Ettersom Moores lov ser ut til å nå sin grense, ser mange selskaper innen halvlederindustrien mot silisiumkarbid som fremtidens halvledermateriale. SiC kan produseres ved å bruke flere polytyper av SiC, selv om innen halvlederindustrien er de fleste substrater enten 4H-SiC, og 6H- blir mindre vanlig ettersom SiC-markedet har vokst. Når det refereres til 4H- og 6H- silisiumkarbid, representerer H-strukturen til krystallgitteret. Tallet representerer stablingssekvensen til atomene i krystallstrukturen, dette er beskrevet i SVM-evnediagrammet nedenfor. Fordeler med silisiumkarbidhardhet Det er mange fordeler ved å bruke silisiumkarbid fremfor mer tradisjonelle silisiumsubstrater. En av de største fordelene med dette materialet er dets hardhet. Dette gir materialet en rekke fordeler, i høyhastighets-, høytemperatur- og/eller høyspenningsapplikasjoner. Silisiumkarbidskiver har høy varmeledningsevne, noe som betyr at de kan overføre varme fra ett punkt til et annet brønn. Dette forbedrer dens elektriske ledningsevne og til slutt miniatyrisering, et av de vanlige målene med å bytte til SiC-skiver. Termiske evner SiC-substrater har også en lav koeffisient for termisk ekspansjon. Termisk ekspansjon er mengden og retningen et materiale utvider eller trekker seg sammen når det varmes opp eller avkjøles. Den vanligste forklaringen er is, selv om den oppfører seg motsatt av de fleste metaller, utvider seg når den avkjøles og krymper når den varmes opp. Silisiumkarbids lave koeffisient for termisk ekspansjon betyr at den ikke endrer seg vesentlig i størrelse eller form når den varmes opp eller kjøles ned, noe som gjør den perfekt for å passe inn i små enheter og pakke flere transistorer på en enkelt brikke. En annen stor fordel med disse underlagene er deres høye motstand mot termisk sjokk. Dette betyr at de har evnen til å endre temperaturer raskt uten å knekke eller sprekke. Dette skaper en klar fordel ved fremstilling av enheter, da det er en annen seighetskarakteristikk som forbedrer levetiden og ytelsen til silisiumkarbid sammenlignet med tradisjonell bulksilisium. I tillegg til de termiske egenskapene er det et svært slitesterkt underlag og reagerer ikke med syrer, alkalier eller smeltede salter ved temperaturer opp til 800°C. Dette gir disse substratene allsidighet i sine applikasjoner og bidrar ytterligere til deres evne til å utføre bulksilisium i mange applikasjoner. Dens styrke ved høye temperaturer gjør at den også kan fungere trygt ved temperaturer over 1600°C. Dette gjør det til et egnet underlag for praktisk talt alle høytemperaturapplikasjoner.
Innleggstid: Jul-09-2019