مجال الانهيار العالي والموصلية الحرارية العالية للاقتران مع وصلة تشغيلية عالية درجات الحرارة من الناحية النظرية تسمح لكثافة عالية للغاية والكفاءة لتحقيق الكفاءة في sic الأجهزة. حقل تكسير عالي من sic نسبة إلى silicon يُمكّنُ المنطقةَ الفولتيةِ للحجب من a يجب أن يكون جهاز الطاقة 10 × أرق و 10 × أثقل مخدرًا ، ما يسمح بـ 100 ضعفًا تقريبًا انخفاض مفيد في مقاومة منطقة الحظر في نفس تصنيف الجهد. طاقة كبيرة خسائر في العديد من دوائر نظام السليكون ذات الطاقة العالية ، خاصة محرك الأقراص الذي يعمل بالتيار الثابت والقوة الدوائر التحويل ، تنشأ من فقدان الطاقة التبديل أشباه الموصلات. بينما فيزياء وتناقش فقدان التبديل جهاز أشباه الموصلات بالتفصيل في مكان آخر ، وتحويل فقدان الطاقة في كثير من الأحيان وظيفة من وقت إيقاف تشغيل جهاز تبديل أشباه الموصلات ، وتعرف عادة باسم الفاصل الزمني بين تطبيق تحيز الانطلاقة والوقت الذي يقطع فيه الجهاز معظم الوقت من التيار الحالي. بشكل عام ، كلما تم إيقاف تشغيل الجهاز بشكل أسرع ، كلما قلت طاقة الطاقة في جهاز التبديل دائرة تحويل الطاقة. لأسباب طوبولوجيا الجهاز التي تمت مناقشتها في المراجع 3 ، 8 ، و 19-21 ، sic مجال عطل مرتفع وفجوة نطاق طاقة عريضة تمكّن تبديل الطاقة بشكل أسرع من الممكن في أجهزة تحويل الطاقة السليكونية ذات الفولت أمبير. حقيقة أن عملية عالية الجهد يتحقق مع العديد من المناطق حجب أرق باستخدام سيك تمكن التبديل أسرع بكثير (للمقارنة تصنيف الجهد) في كل من هياكل الجهاز أحادي القطب وثنائي القطب السلطة. لذلك ، السلطة القائمة على sic يمكن أن تعمل المحولات على ترددات تحويل أعلى بكفاءة أكبر بكثير (أي ، تبديل أقل فقدان الطاقة). ارتفاع تردد التبديل في محولات الطاقة مرغوب فيه للغاية لأنه يسمح باستخدام المكثفات الصغيرة ، المحاثات ، والمحولات ، والتي بدورها يمكن أن تقلل إلى حد كبير عموما حجم محول الطاقة والوزن والتكلفة. في حين أن المقاومة الأصغر على sic والتحول الأسرع يساعد على تقليل فقدان الطاقة وتوليد الحرارة ، تسمح التوصيلية الحرارية العالية في sic بإزالة أكثر فعالية للطاقة الحرارية الناتجة عن النشاط جهاز. لأن كفاءة إشعاع الطاقة الحرارية تزيد بشكل كبير مع زيادة فرق درجة الحرارة بين الجهاز ومحيط التبريد ، تسمح قدرة sic بالعمل في درجات حرارة التوصيل العالية تبريد أكثر كفاءة من الحدوث ، بحيث تغرق الأحواض وأجهزة التبريد الأخرى للجهاز (أي ، المروحة التبريد ، التبريد السائل ، تكييف الهواء ، مشعات الحرارة ، إلخ.) عادة ما تكون مطلوبة للحفاظ على الأجهزة عالية الطاقة من ارتفاع درجة الحرارة يمكن أن تصبح أصغر أو حتى القضاء عليها. بينما ركزت المناقشة السابقة على تحويل الطاقة العالية لتحويل الطاقة ، العديد من يمكن تطبيق الحجج نفسها على الأجهزة المستخدمة لتوليد وتضخيم إشارات الترددات اللاسلكية المستخدمة في الرادار و تطبيقات الاتصالات. على وجه الخصوص ، فإن انهيار الجهد العالي والموصلية الحرارية العالية إلى جانب سرعة تشبع الناقل العالية تسمح لأجهزة الميكروويف sic بمعالجة طاقة أعلى بكثير اﻟﻜﺜﺎﻓﺔ ﻣﻦ ﻧﻈﺮاﺋﻬﺎ ﻣﻦ اﻟﺴﻠﻴﻜﻮن أو اﻟﻐﺎز ، ﻋﻠﻰ اﻟﺮﻏﻢ ﻣﻦ ﻋﻴﺐ اﻟﺼﻮة ﻓﻲ اﻟﺤﺎﻣﻞ اﻟﻤﻨﺨﻔﺾ إمكانية التنقل....
عملية غير مبردة للإلكترونيات درجة الحرارة عالية وعالية الطاقة الكهربائية تمكن الثوري تحسينات على أنظمة الفضاء الجوي. استبدال عناصر التحكم الهيدروليكية ووحدات الطاقة المساعدة مع إن الضوابط الكهروميكانيكية \"الذكية\" الموزعة القادرة على تشغيل محكم قاسي ستجعلها كبيرة وفورات في وزن الطائرات النفاثة ، وانخفاض الصيانة ، والحد من التلوث ، وكفاءة أعلى في استهلاك الوقود ، وزيادة الموثوقية التشغيلية. كما أن مفاتيح الحالة الصلبة عالية الطاقة ستتيح أيضًا تحقيق مكاسب كبيرة في الكفاءة إدارة الطاقة الكهربائية والتحكم. مكاسب الأداء من الالكترونيات كية يمكن تمكين شبكة الطاقة العامة لتوفير زيادة الطلب على الكهرباء المستهلك دون بناء إضافية محطات توليد الطاقة ، وتحسين جودة الطاقة والموثوقية التشغيلية من خلال إدارة الطاقة \"الذكية\". كما أن محركات الأقراص الكهربائية الأكثر كفاءة والتي تم تمكينها من خلال نظام التحكم في الصوت سوف تفيد أيضًا الإنتاج الصناعي نظم فضلا عن أنظمة النقل مثل قاطرات السكك الحديدية الديزل والكهرباء ، والنقل الجماعي الكهربائي الأنظمة والسفن التي تعمل بالطاقة النووية ، والسيارات الكهربائية والحافلات. من المناقشات المذكورة أعلاه ينبغي أن يكون واضحا أن sic highstatic الطاقة العالية والحرارة تعد الإلكترونيات بمزايا هائلة قد تؤثر بشكل كبير على أنظمة النقل واستخدام الطاقة على نطاق عالمي. من خلال تحسين الطريقة التي يتم بها توزيع واستخدام الكهرباء ، تحسين السيارات الكهربائية بحيث تصبح بدائل أكثر قابلية للتطبيق لمحرك الاحتراق الداخلي المركبات ، وتحسين كفاءة الوقود والحد من التلوث من المحركات المتبقية حرق الوقود وتوليد محطات ، والالكترونيات كذاك يبشر بالقدرة على تحسين الحياة اليومية لجميع المواطنين من كوكب الأرض.
اعتبارا من هذه الكتابة ، والكثير من الوعد النظري المتميز للإلكترونيات sic سلط الضوء عليها في الجزء السابق قد ذهب إلى حد كبير غير المحققة. الفحص التاريخي القصير يظهر بسرعة أن خطيرة أوجه القصور في sic أشباه الموصلات المواد manufacturability والجودة قد أعاقت إلى حد كبير تطوير الالكترونيات أشباه الموصلات. من وجهة نظر بسيطة التفكير ، إلكترونيات sic لقد اتبعت عملية التطوير إلى حد كبير القاعدة العامة القائلة بأن جهازًا إلكترونيًا صامدًا يمكنه ذلك تكون جيدة فقط مثل مادة أشباه الموصلات التي صنعت منها.
الرقاقات استنساخها من الاتساق المعقول والحجم والجودة والتوافر هي شرط أساسي ل الإنتاج التجاري الضخم للإلكترونيات أشباه الموصلات. يمكن انصهر العديد من المواد شبه الموصلة وتعيد بلورة استنساخها في بلورات واحدة كبيرة مع مساعدة من الكريستال البذور ، كما هو الحال في طريقة czochralski المستخدمة في تصنيع جميع رقائق السيليكون تقريبا ، وتمكين كبير معقول رقائق لانتاج كميات كبيرة. ومع ذلك ، لأن scic sublimes بدلا من ذوبان في معقول يمكن بلوغه الضغوط ، لا يمكن أن تنمو كذا بواسطة تقنيات نمو الذوبان التقليدية. قبل عام 1980 ، التجريبية اقتصرت الأجهزة الإلكترونية sic على الصفائح البلورية الصغيرة (عادة ~ 1) ، غير منتظمة الشكل الكريستال نمت كمنتج ثانوي لعملية اكسيسون لتصنيع المواد الكاشطة الصناعية (على سبيل المثال ، ورق الصنفرة) أو من خلال العملية الليلي. في عملية lely ، sic sublimed من مسحوق sodium polycrystalline في يتم تكثيف درجات الحرارة بالقرب من 2500 درجة مئوية بشكل عشوائي على جدران تجويف تكون صغيرة ، سداسية الصفائح الدموية على شكل. في حين أن هذه البلورات الصغيرة غير القابلة للإنتاج سمحت ببعض الإلكترونيات الأساسية البحث ، من الواضح أنها ليست مناسبة لإنتاج كتلة أشباه الموصلات. على هذا النحو ، أصبح السيليكون أشباه الموصلات المهيمنة التي تغذي ثورة التكنولوجيا في الحالة الصلبة ، في حين الاهتمام في الالكترونيات الدقيقة القائمة على sic كان محددا.
على الرغم من عدم وجود ركائز sic ، إلا أن الفوائد المحتملة للإلكترونيات البيئية المعادية للبيئة دفعت بالجهود البحثية المتواضعة التي تهدف إلى الحصول على sic في شكل رقاقة قابل للتصنيع. هذه النهاية ، النمو المتغاير للطبقات sic أحادية البلورة على قمة المساحة الكبيرة أجريت لأول مرة siliconsubstrates في عام 1983 ، وتليها في وقت لاحق من قبل العديد من الآخرين على مر السنين باستخدام مجموعة متنوعة من تقنيات النمو. في المقام الأول بسبب اختلافات كبيرة في ثابت شعرية (~ فرق 20 ٪ بين sic و si) ومعامل التمدد الحراري (~ فرق 8 ٪) ، و heteroepitaxy من sic باستخدام السيليكون كركيزة يؤدي دائما إلى نمو 3c-sic مع كثافة عالية جدا من العيوب الهيكلية البلورية مثل أخطاء التراص ، microtwins ، وحدود مجال انعكاس. وقد تم استخدام مواد أخرى من لارجيرز بالإضافة إلى السيليكون (مثل الياقوت ، السيليكون على عازل ، والتشكيل) كركائز للنمو المتغاير للرقائق الصفراء ، ولكن الأفلام الناتجة كانت ذات جودة ضعيفة مقارنة بكثافة عيب البلورات العالية. إن منهج 3c-sic-on-silicon الأكثر تبشيراً حتى الآن والذي حقق أقل كثافة عيب بلورية ينطوي على استخدام ركائز السيليكون غير المسجلة. ومع ذلك ، حتى مع هذا النهج الجديد للغاية ، لا تزال كثافات التفكك عالية جدا مقارنة بالسيلكونات والسيوف السداسية السائبة. في حين تم تنفيذ بعض الأجهزة والدوائر الإلكترونية شبه الموصلات في 3c-sic المزروعة على السيليكون ، فإن أداء هذه الأجهزة الإلكترونية (حتى كتابة هذه السطور) يمكن تلخيصه على أنه محدود للغاية بسبب الكثافة العالية للعيوب البلورية لدرجة أن لا شيء تقريبا تم تحقيق الفوائد التشغيلية التي تم مناقشتها في القسم 5.3 بشكل جدير. من بين المشاكل الأخرى ، العيوب البلورية \"الطفيلية\" المتسربة عبر تقاطعات الأجهزة المنحرفة عكسيًا حيث لا يكون التدفق الحالي مرغوبًا. نظرًا لأن عيوب الكريستال الزائدة تؤدي إلى أوجه قصور في الأجهزة الكهربائية ، فلا توجد حتى الآن أية الكترونيات تجارية يتم تصنيعها في 3c-sic نمت على ركائز منطقة كبيرة. وهكذا ، فإن 3c-sic المزروعة على السيليكون في الوقت الحاضر لديها إمكانات أكبر كمواد ميكانيكية في تطبيقات الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (mams) (القسم 5.6.5) بدلاً من استخدامها تمامًا كأشباه موصلات في إلكترونيات الترانزستور التقليدية الصلبة....
في أواخر 1970s ، أسس tairov و tzvetkov المبادئ الأساسية لعملية نمو تصفيح المصنف المعدلة لنمو 6h-sic. هذه العملية ، التي يشار إليها أيضًا باسم عملية ليلي المعدلة ، كانت بمثابة اختراقة لـ sic من حيث أنها قدمت أول إمكانية للنمو بشكل متعاقب بلورات مفردة كبيرة مقبولة من sic يمكن قطعها وصقلها إلى رقائق sic منتجة بكميات كبيرة. تعتمد عملية النمو الأساسية على تسخين مادة مصدر الكريستالات sic إلى ~ 2400 درجة مئوية تحت الظروف ، حيث تتسارع إلى مرحلة البخار وتتكون لاحقًا على بلورة بذرة كحولية باردة. وتنتج هذه البكرة أسطوانيًا نوعًا ما من sic أحادي البلورة ينمو أطول تقريبًا بمعدل بضعة مليمترات في الساعة. حتى الآن ، فإن الاتجاه المفضل للنمو في عملية التسامي هو أن النمو الرأسي لولبية أسطوانية أطول تتم على طول العلامة \u0026 lt؛ 0 0 0 1 \u0026 gt؛ اتجاه c-axis crystallographic (أي اتجاه رأسي في الشكل 5.1). يمكن رؤية رقاقات دائرية \"c-axis\" ذات أسطح عادية (أي عموديًا إلى داخل ° 10) إلى المحور c من خلال الكرة المستديرة الأسطوانية تقريبًا. بعد سنوات من التطوير الإضافي لعملية نمو التسامي ، أصبحت شركة كري ، الشركة الأولى ، التي تقوم ببيع رقائق أشباه الموصلات قطرها 2.5 سم من محور 6h-sic في عام 1989. وفي المقابل ، فإن الغالبية العظمى من تطوير الإلكترونيات شبه الموصلة وقد تم التسويق التجاري منذ عام 1990 باستخدام رقائق sic-axis-cis-axis للأنواع المتعددة من 6h و 4h-sic. النوع (n) ، النوع (p) ، والرقائق شبه المقطوعة من مختلف الأحجام (التي يبلغ قطرها حاليا 7.6 سم) ، أصبحت الآن متاحة تجارياً من مجموعة متنوعة من البائعين. تجدر الإشارة إلى أن التوصيلات القاعدية القابلة للتحقيق للرقائق s من نوع p هي أكثر من 10 × أصغر من ركائز n من النوع ، والذي يرجع بشكل كبير إلى الفرق بين طاقات التأين المتقبلة والمتبرع في sic (الجدول 5.1). وفي الآونة الأخيرة ، تم تسويق رقائق الويفر مع مصادر الغاز بدلاً من تسامي المصادر الصلبة أو مزيج من الغاز والمصادر الصلبة. كما تم خلال العقد الماضي أيضًا دراسة نمو البويغات والرقائق المنحنية على طول الاتجاهات البلورية الأخرى ، مثل التوجهات \"الوجهية\". في حين تقدم هذه التوجهات الويفرية الأخرى بعض الاختلافات الشيقة في خصائص الجهاز مقارنة بالرقائق التقليدية الموجهة نحو المحور c (المذكورة في القسم 5.5.5) ، فإن جميع الأجزاء الإلكترونية التجارية المنتجة (حتى كتابة هذه السطور) يتم تصنيعها باستخدام المحور c رقائق وافر. حجم رقاقة ، والتكلفة ، والجودة كلها حاسمة للغاية لإنتاج manufacturability وعملية الإنتاج من الالكترونيات الدقيقة أشباه الموصلات. بالمقارنة مع معايير رقاقة السيليكون الشائعة ، فإن رقاقات اليوم 4 ساعات و 6 ساعات تكون أصغر ، وأكثر تكلفة ، وبصفة عامة من النوعية الرديئة التي تحتوي على...
معظم الأجهزة الإلكترونية لا يتم تصنيعها مباشرة في الرقاقات المزودة بخاصية التسامي ، ولكن بدلاً من ذلك يتم تصنيعها في طبقات فوقية أعلى جودة عالية والتي تتم زراعتها على قمة الرقاقة الأولية المتسامية. يتمتع epilayers sic المزروعة بشكل جيد بخصائص كهربائية متفوقة ويمكن التحكم فيها واستنساخها أكثر من مادة sic waffed التي يتم إنتاجها في وحدة التسامي. لذلك ، فإن النمو المحكم ل epilayers highquality مهم للغاية في تحقيق الالكترونيات sic مفيدة.
معظم الأجهزة الإلكترونية لا يتم تصنيعها مباشرة في الرقاقات المزودة بخاصية التسامي ، ولكن بدلاً من ذلك يتم تصنيعها في طبقات فوقية أعلى جودة عالية والتي تتم زراعتها على قمة الرقاقة الأولية المتسامية. يتمتع epilayers sic المزروعة بشكل جيد بخصائص كهربائية متفوقة ويمكن التحكم فيها واستنساخها أكثر من مادة sic waffed التي يتم إنتاجها في وحدة التسامي. لذلك ، فإن النمو المحكم ل epilayers highquality مهم للغاية في تحقيق الالكترونيات sic مفيدة.
معلومات الاتصال
luna@powerwaywafer.compowerwaymaterial@gmail.com 
+86-592-5601 404
