O carboneto de silício foi descoberto em 1893 como um abrasivo industrial para rebolos e freios automotivos. Em meados do século 20, o uso de wafer de SiC cresceu para incluir a tecnologia LED. Desde então, expandiu-se para inúmeras aplicações de semicondutores devido às suas propriedades físicas vantajosas. Essas propriedades são evidentes em sua ampla gama de utilizações dentro e fora da indústria de semicondutores. Com a Lei de Moore parecendo atingir seu limite, muitas empresas da indústria de semicondutores estão buscando o carboneto de silício como o material semicondutor do futuro. O SiC pode ser produzido usando vários politipos de SiC, embora na indústria de semicondutores a maioria dos substratos seja 4H-SiC, com 6H- se tornando menos comum à medida que o mercado de SiC cresce. Ao se referir ao carboneto de silício 4H e 6H, o H representa a estrutura da rede cristalina. O número representa a sequência de empilhamento dos átomos dentro da estrutura cristalina, isso é descrito no gráfico de capacidades SVM abaixo. Vantagens da dureza do carboneto de silício Existem inúmeras vantagens no uso do carboneto de silício em relação aos substratos de silício mais tradicionais. Uma das principais vantagens deste material é a sua dureza. Isto confere ao material inúmeras vantagens, em aplicações de alta velocidade, alta temperatura e/ou alta tensão. Os wafers de carboneto de silício têm alta condutividade térmica, o que significa que podem transferir bem o calor de um ponto a outro. Isso melhora sua condutividade elétrica e, em última análise, a miniaturização, um dos objetivos comuns da mudança para wafers de SiC. Capacidades térmicas Os substratos de SiC também possuem um baixo coeficiente de expansão térmica. A expansão térmica é a quantidade e a direção em que um material se expande ou contrai à medida que aquece ou esfria. A explicação mais comum é o gelo, embora ele se comporte de forma oposta à maioria dos metais, expandindo-se à medida que esfria e encolhendo à medida que aquece. O baixo coeficiente de expansão térmica do carboneto de silício significa que ele não muda significativamente em tamanho ou forma à medida que é aquecido ou resfriado, o que o torna perfeito para caber em dispositivos pequenos e agrupar mais transistores em um único chip. Outra grande vantagem destes substratos é a sua elevada resistência ao choque térmico. Isso significa que eles têm a capacidade de mudar de temperatura rapidamente sem quebrar ou rachar. Isto cria uma clara vantagem na fabricação de dispositivos, pois é outra característica de resistência que melhora a vida útil e o desempenho do carboneto de silício em comparação com o silício a granel tradicional. Além de suas capacidades térmicas, é um substrato muito durável e não reage com ácidos, álcalis ou sais fundidos em temperaturas de até 800°C. Isso dá versatilidade a esses substratos em suas aplicações e auxilia ainda mais em sua capacidade de superar o silício em massa em muitas aplicações. A sua resistência a altas temperaturas também lhe permite operar com segurança a temperaturas superiores a 1600°C. Isso o torna um substrato adequado para praticamente qualquer aplicação em altas temperaturas.
Horário da postagem: 09 de julho de 2019