Karbid kremíka bol objavený v roku 1893 ako priemyselný abrazívum pre brúsne kotúče a automobilové brzdy. Približne v polovici 20. storočia sa použitie SiC doštičiek rozšírilo aj v LED technológii. Odvtedy sa vďaka svojim výhodným fyzikálnym vlastnostiam rozšíril do mnohých polovodičových aplikácií. Tieto vlastnosti sú zrejmé v jeho širokej škále použitia v polovodičovom priemysle aj mimo neho. Keďže sa zdá, že Moorov zákon dosahuje svoj limit, mnoho spoločností v polovodičovom priemysle sa pozerá na karbid kremíka ako na polovodičový materiál budúcnosti. SiC sa môže vyrábať s použitím viacerých polytypov SiC, hoci v polovodičovom priemysle je väčšina substrátov buď 4H-SiC, pričom 6H- sa stáva menej bežným s rastúcim trhom SiC. Keď sa hovorí o 4H- a 6H- karbide kremíka, H predstavuje štruktúru kryštálovej mriežky. Číslo predstavuje poradie skladania atómov v kryštálovej štruktúre, čo je opísané v tabuľke možností SVM nižšie. Výhody tvrdosti karbidu kremíka Použitie karbidu kremíka má oproti tradičnejším kremíkovým substrátom množstvo výhod. Jednou z hlavných výhod tohto materiálu je jeho tvrdosť. Vďaka tomu má materiál množstvo výhod pri vysokorýchlostných, vysokoteplotných a/alebo vysokonapäťových aplikáciách. Doštičky z karbidu kremíka majú vysokú tepelnú vodivosť, čo znamená, že dokážu dobre prenášať teplo z jedného bodu do druhého. To zlepšuje ich elektrickú vodivosť a v konečnom dôsledku miniaturizáciu, čo je jeden z bežných cieľov prechodu na doštičky SiC. Tepelné vlastnosti Substráty SiC majú tiež nízky koeficient tepelnej rozťažnosti. Tepelná rozťažnosť je množstvo a smer, ktorým sa materiál rozťahuje alebo sťahuje pri zahrievaní alebo chladení. Najbežnejším vysvetlením je ľad, hoci sa správa opačne ako väčšina kovov, rozťahuje sa pri chladení a zmenšuje sa pri zahrievaní. Nízky koeficient tepelnej rozťažnosti karbidu kremíka znamená, že sa pri zahrievaní alebo chladení výrazne nemení veľkosť ani tvar, vďaka čomu je ideálny na osadenie do malých zariadení a balenie väčšieho počtu tranzistorov na jeden čip. Ďalšou hlavnou výhodou týchto substrátov je ich vysoká odolnosť voči tepelným šokom. To znamená, že majú schopnosť rýchlo meniť teploty bez toho, aby sa zlomili alebo praskali. To vytvára jasnú výhodu pri výrobe zariadení, pretože je to ďalšia charakteristika húževnatosti, ktorá zlepšuje životnosť a výkon karbidu kremíka v porovnaní s tradičným objemovým kremíkom. Okrem svojich tepelných vlastností je to veľmi odolný substrát a nereaguje s kyselinami, zásadami ani roztavenými soľami pri teplotách až do 800 °C. To dáva týmto substrátom všestrannosť v ich aplikáciách a ďalej napomáha ich schopnosti prekonať objemový kremík v mnohých aplikáciách. Jeho pevnosť pri vysokých teplotách mu tiež umožňuje bezpečnú prevádzku pri teplotách nad 1600 °C. Vďaka tomu je vhodným substrátom prakticky pre akúkoľvek aplikáciu s vysokou teplotou.
Čas uverejnenia: 9. júla 2019