Silicijev karbid so odkrili leta 1893 kot industrijski abraziv za brusilne plošče in avtomobilske zavore. Približno sredi 20. stoletja se je uporaba SiC ploščic razširila na tehnologijo LED. Od takrat se je zaradi svojih ugodnih fizikalnih lastnosti razširila na številne polprevodniške aplikacije. Te lastnosti so očitne v širokem spektru uporabe v polprevodniški industriji in zunaj nje. Ker se zdi, da Moorov zakon dosega svojo mejo, številna podjetja v polprevodniški industriji iščejo silicijev karbid kot polprevodniški material prihodnosti. SiC se lahko proizvaja z uporabo več politipov SiC, čeprav je v polprevodniški industriji večina substratov bodisi 4H-SiC, pri čemer 6H- postaja manj pogost, ko trg SiC raste. Ko se sklicujemo na 4H- in 6H- silicijev karbid, H predstavlja strukturo kristalne mreže. Številka predstavlja zaporedje zlaganja atomov v kristalni strukturi, kar je opisano v spodnji tabeli zmogljivosti SVM. Prednosti trdote silicijevega karbida Uporaba silicijevega karbida v primerjavi s tradicionalnimi silicijevimi substrati ima številne prednosti. Ena glavnih prednosti tega materiala je njegova trdota. To daje materialu številne prednosti pri aplikacijah pri visokih hitrostih, visokih temperaturah in/ali visoki napetosti. Rezine silicijevega karbida imajo visoko toplotno prevodnost, kar pomeni, da lahko dobro prenašajo toploto z ene točke na drugo. To izboljša njihovo električno prevodnost in navsezadnje miniaturizacijo, kar je eden od pogostih ciljev prehoda na rezine SiC. Toplotne zmogljivosti SiC substrati imajo tudi nizek koeficient toplotnega raztezanja. Toplotni raztezek je količina in smer, v kateri se material širi ali krči, ko se segreva ali ohlaja. Najpogostejša razlaga je led, čeprav se obnaša nasprotno od večine kovin, saj se širi, ko se ohlaja, in krči, ko se segreva. Nizek koeficient toplotnega raztezanja silicijevega karbida pomeni, da se med segrevanjem ali ohlajanjem ne spreminja bistveno v velikosti ali obliki, zaradi česar je idealen za vgradnjo v majhne naprave in pakiranje več tranzistorjev na en sam čip. Druga velika prednost teh substratov je njihova visoka odpornost na toplotne šoke. To pomeni, da se lahko hitro spreminjajo temperature, ne da bi se zlomili ali razpokali. To ustvarja jasno prednost pri izdelavi naprav, saj je to še ena lastnost žilavosti, ki izboljša življenjsko dobo in delovanje silicijevega karbida v primerjavi s tradicionalnim silicijem v razsutem stanju. Poleg svojih toplotnih zmogljivosti je zelo trpežen substrat in ne reagira s kislinami, alkalijami ali staljenimi solmi pri temperaturah do 800 °C. To daje tem substratom vsestranskost pri njihovi uporabi in dodatno pomaga pri njihovi sposobnosti, da v številnih aplikacijah prekašajo silicij v razsutem stanju. Njegova trdnost pri visokih temperaturah omogoča tudi varno delovanje pri temperaturah nad 1600 °C. Zaradi tega je primeren substrat za praktično vsako visokotemperaturno uporabo.
Čas objave: 9. julij 2019