SiC – карбид кремния

Карбид кремния был открыт в 1893 году как промышленный абразив для шлифовальных кругов и автомобильных тормозов. Примерно в середине 20-го века использование пластин SiC расширилось и стало включать светодиодную технологию. С тех пор он расширился до многочисленных полупроводниковых приложений благодаря своим выгодным физическим свойствам. Эти свойства очевидны в его широком спектре использования в полупроводниковой промышленности и за ее пределами. Поскольку закон Мура, по-видимому, достигает своего предела, многие компании в полупроводниковой промышленности смотрят на карбид кремния как на полупроводниковый материал будущего. SiC можно производить с использованием нескольких политипов SiC, хотя в полупроводниковой промышленности большинство подложек представляют собой либо 4H-SiC, а 6H- становится менее распространенным по мере роста рынка SiC. При упоминании карбида кремния 4H- и 6H- H представляет структуру кристаллической решетки. Число представляет собой последовательность укладки атомов в кристаллической структуре, это описано в таблице возможностей SVM ниже. Преимущества твердости карбида кремния Использование карбида кремния имеет множество преимуществ по сравнению с более традиционными кремниевыми подложками. Одним из главных преимуществ этого материала является его твердость. Это дает материалу многочисленные преимущества в высокоскоростных, высокотемпературных и/или высоковольтных приложениях. Пластины карбида кремния обладают высокой теплопроводностью, что означает, что они могут хорошо передавать тепло из одной точки в другую. Это улучшает их электропроводность и, в конечном счете, миниатюризацию, одну из общих целей перехода на пластины SiC. Тепловые возможности Подложки SiC также имеют низкий коэффициент теплового расширения. Тепловое расширение — это величина и направление, в котором материал расширяется или сжимается при нагревании или охлаждении. Наиболее распространенным объяснением является лед, хотя он ведет себя противоположно большинству металлов, расширяясь при охлаждении и сжимаясь при нагревании. Низкий коэффициент теплового расширения карбида кремния означает, что он не меняет существенно размер или форму при нагревании или охлаждении, что делает его идеальным для установки в небольшие устройства и размещения большего количества транзисторов на одном чипе. Другим важным преимуществом этих подложек является их высокая устойчивость к тепловому удару. Это означает, что они способны быстро менять температуру без разрушения или растрескивания. Это создает явное преимущество при изготовлении устройств, поскольку это еще одна характеристика прочности, которая улучшает срок службы и производительность карбида кремния по сравнению с традиционным объемным кремнием. Помимо своих термических возможностей, это очень прочная подложка, которая не реагирует с кислотами, щелочами или расплавленными солями при температурах до 800 °C. Это придает этим подложкам универсальность в их применении и дополнительно способствует их способности превосходить объемный кремний во многих приложениях. Его прочность при высоких температурах также позволяет ему безопасно работать при температурах свыше 1600 °C. Это делает его подложкой, подходящей практически для любого высокотемпературного применения.