ซิลิคอนคาร์ไบด์ถูกค้นพบในปี พ.ศ. 2436 เพื่อเป็นสารขัดทางอุตสาหกรรมสำหรับล้อเจียรและเบรกรถยนต์ ประมาณกลางศตวรรษที่ 20 การใช้เวเฟอร์ SiC ได้เติบโตขึ้นจนรวมอยู่ในเทคโนโลยี LED ตั้งแต่นั้นเป็นต้นมา ได้ขยายไปสู่การใช้งานเซมิคอนดักเตอร์จำนวนมากเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพที่ได้เปรียบ คุณสมบัติเหล่านี้ปรากฏชัดเจนในการใช้งานที่หลากหลายทั้งในและนอกอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เนื่องจากกฎของมัวร์ดูเหมือนจะถึงขีดจำกัดแล้ว บริษัทหลายแห่งในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จึงมองว่าซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แห่งอนาคต SiC สามารถผลิตได้โดยใช้ SiC หลายประเภท แม้ว่าในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ วัสดุซับสเตรตส่วนใหญ่จะเป็น 4H-SiC โดยที่ 6H นั้นพบได้น้อยลงเมื่อตลาด SiC เติบโตขึ้น เมื่อกล่าวถึงซิลิคอนคาร์ไบด์ 4H และ 6H ตัว H แสดงถึงโครงสร้างของโครงตาข่ายคริสตัล ตัวเลขนี้แสดงถึงลำดับการเรียงซ้อนของอะตอมภายในโครงสร้างผลึก ซึ่งมีอธิบายไว้ในแผนภูมิความสามารถของ SVM ด้านล่าง ข้อดีของความแข็งของซิลิคอนคาร์ไบด์ มีข้อดีหลายประการในการใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์เหนือพื้นผิวซิลิกอนแบบดั้งเดิม ข้อดีอย่างหนึ่งที่สำคัญของวัสดุนี้คือความแข็ง สิ่งนี้ทำให้วัสดุมีข้อได้เปรียบมากมายในการใช้งานความเร็วสูง อุณหภูมิสูง และ/หรือไฟฟ้าแรงสูง เวเฟอร์ซิลิคอนคาร์ไบด์มีค่าการนำความร้อนสูง ซึ่งหมายความว่าสามารถถ่ายเทความร้อนจากจุดหนึ่งไปยังอีกบ่อหนึ่งได้ ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการนำไฟฟ้าและการย่อขนาดในที่สุด ซึ่งเป็นหนึ่งในเป้าหมายทั่วไปของการเปลี่ยนไปใช้เวเฟอร์ SiC ความสามารถในการระบายความร้อนของซับสเตรต SiC ยังมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำอีกด้วย การขยายตัวเนื่องจากความร้อนคือปริมาณและทิศทางที่วัสดุจะขยายหรือหดตัวเมื่อมีความร้อนขึ้นหรือเย็นลง คำอธิบายที่พบบ่อยที่สุดคือน้ำแข็ง แม้ว่ามันจะมีพฤติกรรมตรงกันข้ามกับโลหะส่วนใหญ่ แต่จะขยายตัวเมื่อมันเย็นตัวลงและหดตัวเมื่อมันร้อนขึ้น ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวจากความร้อนที่ต่ำของซิลิคอนคาร์ไบด์หมายความว่าขนาดหรือรูปร่างจะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อมีการให้ความร้อนหรือเย็นลง ซึ่งทำให้เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการติดตั้งในอุปกรณ์ขนาดเล็กและบรรจุทรานซิสเตอร์จำนวนมากลงบนชิปตัวเดียว ข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งของพื้นผิวเหล่านี้คือความต้านทานสูงต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิแบบฉับพลัน ซึ่งหมายความว่ามีความสามารถในการเปลี่ยนอุณหภูมิอย่างรวดเร็วโดยไม่แตกหักหรือแตกร้าว สิ่งนี้สร้างข้อได้เปรียบที่ชัดเจนเมื่อประดิษฐ์อุปกรณ์ เนื่องจากเป็นคุณลักษณะด้านความเหนียวอีกประการหนึ่งที่ปรับปรุงอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของซิลิคอนคาร์ไบด์เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิคอนจำนวนมากแบบดั้งเดิม นอกเหนือจากความสามารถในการระบายความร้อนแล้ว ยังเป็นซับสเตรตที่ทนทานมากและไม่ทำปฏิกิริยากับกรด ด่าง หรือเกลือหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงถึง 800°C สิ่งนี้ทำให้พื้นผิวเหล่านี้มีความคล่องตัวในการใช้งานและยังช่วยให้มีความสามารถในการใช้ซิลิกอนจำนวนมากในการใช้งานหลายประเภทอีกด้วย ความแข็งแกร่งที่อุณหภูมิสูงยังช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,600°C ทำให้เป็นสารตั้งต้นที่เหมาะสมสำหรับการใช้งานที่มีอุณหภูมิสูงแทบทุกชนิด
เวลาโพสต์: Jul-09-2019