SiC – карбід кремнію

Карбід кремнію був відкритий у 1893 році як промисловий абразив для шліфувальних дисків і автомобільних гальм. Приблизно в середині 20-го століття використання пластин SiC зросло до світлодіодної технології. З тих пір він отримав широке застосування в напівпровідниках завдяки своїм перевагам фізичних властивостей. Ці властивості очевидні в його широкому діапазоні використання в напівпровідниковій промисловості та за її межами. З огляду на те, що закон Мура, здається, досягнув своєї межі, багато компаній у напівпровідниковій промисловості дивляться на карбід кремнію як напівпровідниковий матеріал майбутнього. SiC можна виготовляти з використанням кількох політипів SiC, хоча в напівпровідниковій промисловості більшість підкладок є або 4H-SiC, а 6H- стає менш поширеним із зростанням ринку SiC. Коли мова йде про 4H- і 6H- карбід кремнію, H представляє структуру кристалічної решітки. Число представляє послідовність укладання атомів у кристалічній структурі, це описано в таблиці можливостей SVM нижче. Переваги твердості карбіду кремнію Є багато переваг використання карбіду кремнію порівняно з більш традиційними кремнієвими підкладками. Одним з головних переваг цього матеріалу є його твердість. Це надає цьому матеріалу численні переваги у застосуванні з високою швидкістю, високою температурою та/або високою напругою. Пластини карбіду кремнію мають високу теплопровідність, що означає, що вони можуть добре передавати тепло від однієї точки до іншої. Це покращує його електропровідність і, зрештою, мініатюризацію, що є однією із загальних цілей переходу на пластини SiC. Теплові можливості Підкладки SiC також мають низький коефіцієнт теплового розширення. Теплове розширення — це величина та напрямок, у якому матеріал розширюється або стискається під час нагрівання або охолодження. Найпоширенішим поясненням є лід, хоча він веде себе протилежно до більшості металів, розширюючись, коли охолоджується, і стискається, коли нагрівається. Низький коефіцієнт теплового розширення карбіду кремнію означає, що він не змінює суттєво розмір або форму під час нагрівання чи охолодження, що робить його ідеальним для встановлення в невеликих пристроях і упаковки більшої кількості транзисторів на одному чіпі. Ще однією важливою перевагою цих субстратів є їх висока стійкість до термічного удару. Це означає, що вони мають здатність швидко змінювати температуру без руйнування чи тріщин. Це створює явну перевагу при виготовленні пристроїв, оскільки це ще одна характеристика міцності, яка покращує термін служби та продуктивність карбіду кремнію порівняно з традиційним масивним кремнієм. Окрім своїх теплових властивостей, це дуже міцний субстрат, який не реагує з кислотами, лугами чи розплавленими солями при температурах до 800°C. Це надає цим підкладкам універсальність у їх застосуванні та додатково сприяє їхній здатності випереджати потужний кремній у багатьох застосуваннях. Його міцність при високих температурах також дозволяє йому безпечно працювати при температурах понад 1600°C. Це робить його придатним субстратом практично для будь-якого застосування при високих температурах.