06.07.2017

В России ведутся активные исследования в области выращивания кристаллов карбида кремния

sic_monocrystal_0.jpg

В научно-исследовательской лаборатории на базе Мордовского государственного университета (Саранск, Россия) вышли на серьезные результаты в выращивании монокристаллов карбида кремния, одного из современных полупроводниковых материалов для силовой электроники. Проект начался в 2013 году, и сейчас российскими учеными отработаны технологии создания монокристаллов диаметром 100 мм и толщиной от 9 до 50 мм.

Данная разработка важна для отечественной силовой и радиоэлектроники и поэтому пользуется поддержкой региональных и государственных властей. Проект интересен и военно-промышленному комплексу, достаточно изучить свойства материала:

Карбид кремния - перспективный материал для создания мощных полупроводниковых приборов. В сравнении с кремнием его отличают:
- высокое электрическое напряжение пробоя (в 10 раз больше, чем у кремния);
- высокая плотность электрического тока (в 5 раз больше, чем у кремния);
- высокая теплопроводность (в 3 раза больше, чем у кремния);
- высокие допустимые рабочие температуры (до 600 °C);
- устойчивость к воздействию радиации.

Общие инвестиции в изучение и освоение этой технологии составили около 40 миллионов рублей. Также изначально был использован современный зарубежный опыт: сотрудники, работающие над проектом прошли обучение в Германии (университет Фридриха-Александра, компания PVA Crystal Growing Systems GmbH).

Кроме выращивания кристаллов карбида кремния из паровой фазы в Саранске работают по темам роста кремния, германия и различных оптических кристаллов из расплава. Для этого технологическая база исследовательской лаборатории располагает 3 ростовыми установками.

Добавим, что в настоящее время в России отсутствует серийное производство полупроводниковых приборов силовой электроники на основе карбида кремния. Это при том, что основу развития данного направления заложили советские ученые в 1970-х годах в Ленинградском электротехническом институте (ЛЭТИ) под руководством профессора Юрия Таирова (тогда была создана уникальная технология, которая позволила вырастить объемные цилиндрические були карбида кремния однородной структуры). Опытное производство по данной технологии в 1980-х годах наладили на Подольском химико-металлургическом заводе, но в 1987 проект был свернут по решению «сверху». В то же время в США по аналогичной технологии получил развитие стартап Cree - компания, на сегодняшний день являющаяся ведущим мировым производителем карбида кремния...

На фото: современное зарубежное оборудование, на котором работают исследователи в Саранске.

Нравятся наши материалы? Вы можете помочь проекту!