Полупроводниковые приборы на основе карбида кремния
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!
Подпишитесь на эфиры c ЛУЧШИМИ психологами, врачами, натуропатами, остеопатами
на нашем закрытом аккаунте course.econet.ru/private-account
ПОЛУЧИТЬ ДОСТУП
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.
Полупроводниковые приборы на основе карбида кремния
«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 1,2×1010 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.
Сегодня кремний играет центральную роль в полупроводниковой промышленности для микроэлектронных и наноэлектронных устройств.
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.
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).
«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 1,2×1010 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.
https://econet.ru/articles/poluprovodnikovye-pribory-na-osnove-karbida-kremniya
26.05.2020