ซิลิกอนคาร์ไบด์ถูกค้นพบในปี 1893 ในฐานะสารกัดกร่อนทางอุตสาหกรรมสำหรับล้อเจียรและเบรกรถยนต์ ประมาณกลางศตวรรษที่ 20 การใช้งานเวเฟอร์ SiC เติบโตขึ้นจนรวมอยู่ในเทคโนโลยี LED ตั้งแต่นั้นมา ซิลิกอนคาร์ไบด์ได้ขยายตัวไปสู่การใช้งานเซมิคอนดักเตอร์มากมายเนื่องจากคุณสมบัติทางกายภาพที่เป็นประโยชน์ คุณสมบัติเหล่านี้เห็นได้ชัดจากการใช้งานที่หลากหลายทั้งในและนอกอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ เมื่อกฎของมัวร์ดูเหมือนจะถึงขีดจำกัดแล้ว บริษัทหลายแห่งในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์จึงหันมาใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์เป็นวัสดุเซมิคอนดักเตอร์แห่งอนาคต ซิลิกอนคาร์ไบด์สามารถผลิตได้โดยใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์โพลีไทป์หลายประเภท แม้ว่าในอุตสาหกรรมเซมิคอนดักเตอร์ ซับสเตรตส่วนใหญ่จะเป็น 4H-SiC โดย 6H- จะเริ่มเป็นที่นิยมน้อยลงเมื่อตลาดซิลิกอนคาร์ไบด์เติบโตขึ้น เมื่ออ้างถึงซิลิกอนคาร์ไบด์ 4H และ 6H- H แสดงถึงโครงสร้างของโครงตาข่ายผลึก ตัวเลขแสดงถึงลำดับการเรียงซ้อนของอะตอมภายในโครงสร้างผลึก ซึ่งจะอธิบายไว้ในแผนภูมิความสามารถของ SVM ด้านล่าง ข้อดีของความแข็งของซิลิกอนคาร์ไบด์ การใช้ซิลิกอนคาร์ไบด์แทนวัสดุซับสเตรตซิลิกอนแบบดั้งเดิมนั้นมีข้อดีมากมาย ข้อดีที่สำคัญประการหนึ่งของวัสดุนี้คือความแข็ง ซึ่งทำให้วัสดุนี้มีข้อดีมากมายในการใช้งานที่ความเร็วสูง อุณหภูมิสูง และ/หรือแรงดันไฟฟ้าสูง เวเฟอร์ซิลิกอนคาร์ไบด์มีการนำความร้อนสูง ซึ่งหมายความว่าสามารถถ่ายเทความร้อนจากจุดหนึ่งไปยังอีกจุดหนึ่งได้ดี ซึ่งจะช่วยปรับปรุงการนำไฟฟ้าและสุดท้ายก็ทำให้มีขนาดเล็กลง ซึ่งเป็นหนึ่งในเป้าหมายทั่วไปของการเปลี่ยนมาใช้เวเฟอร์ซิลิกอนคาร์ไบด์ ความสามารถในการนำความร้อน วัสดุซับสเตรตซิลิกอนคาร์ไบด์ยังมีค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำ การขยายตัวเนื่องจากความร้อนคือปริมาณและทิศทางที่วัสดุขยายตัวหรือหดตัวเมื่อได้รับความร้อนหรือเย็นลง คำอธิบายที่พบบ่อยที่สุดคือน้ำแข็ง ถึงแม้ว่าน้ำแข็งจะมีพฤติกรรมตรงกันข้ามกับโลหะส่วนใหญ่ โดยขยายตัวเมื่อเย็นลงและหดตัวเมื่อได้รับความร้อน ค่าสัมประสิทธิ์การขยายตัวเนื่องจากความร้อนต่ำของซิลิกอนคาร์ไบด์หมายความว่าขนาดหรือรูปร่างจะไม่เปลี่ยนแปลงอย่างมีนัยสำคัญเมื่อได้รับความร้อนหรือเย็นลง ซึ่งทำให้ซิลิกอนคาร์ไบด์เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใส่ในอุปกรณ์ขนาดเล็กและบรรจุทรานซิสเตอร์จำนวนมากบนชิปตัวเดียว ข้อดีที่สำคัญอีกประการหนึ่งของวัสดุพิมพ์เหล่านี้คือมีความต้านทานต่อการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิอย่างรวดเร็ว ซึ่งหมายความว่าวัสดุพิมพ์เหล่านี้สามารถเปลี่ยนอุณหภูมิได้อย่างรวดเร็วโดยไม่แตกหรือร้าว ซึ่งเป็นข้อได้เปรียบที่ชัดเจนเมื่อผลิตอุปกรณ์ เนื่องจากเป็นคุณสมบัติความเหนียวอีกประการหนึ่งที่ช่วยปรับปรุงอายุการใช้งานและประสิทธิภาพของซิลิกอนคาร์ไบด์เมื่อเปรียบเทียบกับซิลิกอนจำนวนมากแบบเดิม นอกเหนือจากความสามารถในการทนความร้อนแล้ว วัสดุพิมพ์เหล่านี้ยังเป็นวัสดุพิมพ์ที่ทนทานมากและไม่ทำปฏิกิริยากับกรด ด่าง หรือเกลือหลอมเหลวที่อุณหภูมิสูงถึง 800°C ซึ่งทำให้วัสดุพิมพ์เหล่านี้มีความหลากหลายในการใช้งาน และยังช่วยให้มีประสิทธิภาพเหนือกว่าซิลิกอนจำนวนมากในหลายๆ การใช้งาน ความแข็งแกร่งของวัสดุพิมพ์เหล่านี้เมื่อใช้งานที่อุณหภูมิสูงยังช่วยให้สามารถทำงานได้อย่างปลอดภัยที่อุณหภูมิสูงกว่า 1,600°C ซึ่งทำให้วัสดุพิมพ์นี้เหมาะสำหรับการใช้งานที่อุณหภูมิสูงแทบทุกประเภท
เวลาโพสต์: 09 ก.ค. 2562