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New cubic silicon carbide material for innovative semiconductor devices

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Ricerca sui semiconduttori cristallina

Un'equipe di scienziati ha studiato la produzione della forma cubica del carburo di silicio (SiC) come modo per sfruttare completamente le nuove proprietà e i vantaggi dei dispositivi basati sulla tecnologia dei semiconduttori ad ossido di metallo.

Tecnologie industriali

L'importanza del carburo di silicio nell'industria dell'elettronica non si può ingrandire. Il carburo di silicio (SiC) offre la possibilità di miglioramenti enormi nell'efficacia e nella gamma di applicazioni per l'elettronica di potenza e per le tecnologie dei sensori elettronici. È presente in natura, ma da quando è stato prodotto oltre cento anni fa, ha avuto sempre più importanza per giocare un ruolo fondamentale nelle tecnologie per l'energia e il trasporto, ruolo che continuerà in questo secolo. Esistono molte diverse forme cristalline. Il polimorfo più usato oggi è il cristallo esagonale, ma si potrebbero fare dei grandi passi avanti nella comprensione dell'intero potenziale del SiC se si usassero le forme cubica o beta. L'obiettivo principale del progetto SOLSIC è stato lo sviluppo di cristalli cubici bulk e di wafer per utilizzare il potenziale della tecnologia dei semiconduttori ad ossido di metallo (MOS). I ricercatori della CEA a Grenoble, in Francia, hanno analizzato i protocolli per produrre la forma beta del materiale semiconduttore. In base ad una predisposizione industriale di un partner Cyberstar, i cristalli sono stati prodotti in una zona mobile al silicio. Si tratta di un'alternativa iperpura perché c'è una zona fusa dove le impurità sono più solubili che nel cristallo. Le variabili nell'ambiente di crescita del cristallo venivano controllate dal computer e includevano la densità solida e liquida, la forma del cristallo, la velocità di crescita, la velocità di rotazione, la durata di raffreddamento e l'atmosfera. Il sistema è stato riscaldato nell'intervallo di due megahertz. Un'innovazione era il fatto che si poteva accedere alla zona centrale nella quale avviene la cristallizzazione. Le unità superiori ed inferiori possono ruotare separatamente ad una velocità molto bassa e le strategie di rotazione possono variare per controllare la convezione forzata nel silicio. Un vantaggio extra è che il sistema si può usare per altri cristalli in cui serve un solvente. Questi includono il carburo di titanio, importante per la capacità di taglio industriale resistente, e il carburo di zirconio, usato per gli stessi scopi e come rivestimento per il combustibile a uranio nell'industria nucleare. Il carburo di silicio ha rivoluzionato il nostro modo di vivere. Con gli sviluppi nella produzione dei cristalli, si prevede che questi progressi continueranno.

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