제 3 세대 반도체 재료는 주로 질화 갈륨 (GaN) 과 탄화 규소 (SiC) 로 구성되며, 그 중 탄화 실리콘과 질화 갈륨의 결정화 기술은 양산 방면에서 현저한 성과를 거두었다. 또한 그래핀, 흑인 등 새로운 2 차원 재료의 출현과 산화물 반도체 등 신소재 개발로 3 세대 반도체의 발전을 가능하게 했다.

다음은 탄화 규소의 개발 및 제조 기술에 대한 간략한 소개입니다.

발전 과정:

1. 조기 발전: 이미 19 년 말 실리콘 카바이드가 발견되었습니다. 1907 년 페르디난드 브라운이 첫 번째 무선 설비를 발명함에 따라 납황결정체가 정류 다이오드를 만드는 데 사용되기 시작했고, 탄화 실리콘이 전자기기에 적용되기 시작했다.

2. 발전 단계: 1960 년대 이후 미국 등은 탄화 규소 재료에 대한 심도 있는 연구를 시작하면서 이 재료를 이용하여 더욱 선진적인 무선 설비를 개발하기를 희망하고 있다. 1980 년대와 1990 년대에 탄화 규소 결정 성장 기술이 습득됨에 따라 탄화 규소의 상업화 생산이 이루어지기 시작했다.

3. 현대연구: 20 세기 이래 탄화 실리콘은 집적 회로, 전력 전자 등 분야에서 응용이 급속히 진전되어 일련의 파격적인 성과를 거두었다.

준비 기술:

1. 기상침착 (CVD) 법: 기상침착법은 탄화 실리콘을 준비하는 데 일반적으로 사용되는 기술로, 기상상의 물질은 고온에서 단층이나 다층의 형태로 기저에 박막을 쌓는다.

2. 물리적 기상침착 (PVD) 방법: 물리적 기상침착은 물리적 방법 (예: 증발, 스퍼터링 등) 을 통해 고체 소스에서 기체로 물질을 변환한 다음 기저에 퇴적해 박막 또는 다층막을 형성합니다.

3.PECVD 방법: 저온플라즈마로 기상침착을 증강시키는데, 주로 반응가스를 쇄신하고 플라즈마에서 자극받은 입자와의 반응을 촉발시켜 탄화 규소 박막을 만들어 저온에서 고품질의 탄화 규소 박막을 얻고 성장시킵니다.

4. 분자빔 에피 택셜 (MBE) 방법: 이 방법은 초고진공 기술로, 원소의 원자다발이나 분자빔을 통해 라이닝에 부딪쳐 결정체를 성장시킨다.

5. 액상외연성장 (LPE) 방법: 라이닝은 액상탄화 실리콘 용액을 통해 고온의 고압 환경에서 완벽하게 외연적으로 성장한다.

현재 비용, 효율성 및 성능 문제는 탄화 규소 재료 제조에서 극복해야 할 주요 문제입니다. 그러나 과학 연구와 기술이 발달하면서 이러한 문제들이 해결될 것으로 예상되며, 탄화 실리콘 소재는 전력 전자, 무선 주파수, 광전자 등의 분야에서 응용할 수 있는 큰 발전 공간을 가지고 있다.