Полупроводниковые приборы на основе карбида кремния

Рост производства высококачественных подложек для микроэлектроники является одним из ключевых элементов, способствующих продвижению общества к более устойчивой "зеленой" экономике.

Сегодня кремний играет центральную роль в полупроводниковой промышленности для микроэлектронных и наноэлектронных устройств.

Карбид кремния в электронике

Кремниевые пластины высокой чистоты (99.0% и выше) из монокристаллического материала могут быть получены комбинацией жидкостных методов роста, таких как вытаскивание кристалла из расплава и последующая эпитаксия. Уловка заключается в том, что первый процесс не может быть использован для роста карбида кремния (SiC), так как в нем отсутствует фаза плавления.

Подписывайтесь на наш youtube канал!

В журнале Applied Physics Reviews Джузеппе Физикаро (Giuseppe Fisicaro) и международная группа исследователей под руководством Антонио Ла Магна (Antonio La Magna) описывают теоретические и экспериментальные исследования атомных механизмов, регулирующих расширенную кинетику дефектов в кубическом SiC (3C-SiC), который имеет алмазоподобную кристаллическую структуру цинкбленда (ZnS), проявляющую как штабелирующую, так и антифазовую неустойчивость.

"Разработка технологической основы для контроля кристаллических дефектов внутри SiC для широкого диапазона применения может стать стратегией, меняющей ход игры", - сказал Фишикаро (Fisicaro).

Исследование выявляет атомистические механизмы, ответственные за длительное образование и эволюцию дефектов.

"Антифазные границы-плоские кристаллографические дефекты, представляющие собой границу контакта между двумя кристаллическими областями с коммутируемыми связями (C-Si вместо Si-C), являются критическим источником других протяженных дефектов во множестве конфигураций", - сказал он.

Фактическое уменьшение этих антифазных границ "особенно важно для достижения хорошего качества кристаллов, которые могут быть использованы в электронных устройствах и обеспечить жизнеспособные коммерческие выходы", сказал Фишикаро.

Поэтому они разработали инновационный имитационный код Монте-Карло, основанный на суперрешетке, которая представляет собой пространственную решетку, содержащую как идеальный кристалл SiC, так и все кристаллические несовершенства. Это помогло "пролить свет на различные механизмы дефектоскопических взаимодействий и их влияние на электронные свойства этого материала", - сказал он.

Появление широкополосных полупроводниковых приборов, например, построенных с использованием SiC, имеет большое значение, так как они обладают потенциалом, способным революционизировать отрасль силовой электроники. Они способны обеспечить более высокую скорость переключения, более низкие потери и более высокое блокирующее напряжение, которые превосходят стандартные устройства на кремниевой основе".

Кроме того, они обладают огромными преимуществами для окружающей среды. "Если бы мировые кремниевые силовые устройства, используемые в этом диапазоне, были заменены на устройства 3C-SiC, то можно было бы получить сокращение на 1,2x10¹⁰ кВт/год", - сказал Фишикаро.

"Это соответствует сокращению выбросов углекислого газа на 6 млн. тонн", - сказал он.

Исследователи пришли к выводу, что низкая стоимость гетероэпитаксиального подхода 3C-SiC и масштабируемость этого процесса до 300-миллиметровых пластин и выше делают эту технологию чрезвычайно конкурентоспособной для моторных приводов электрических или гибридных транспортных средств, систем кондиционирования воздуха, холодильников, и систем светодиодного освещения. опубликовано econet.ru по материалам phys.org

Подписывайтесь на наш канал Яндекс Дзен!

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet