Materiales semiconductores novedosos
El carburo de silicio tiene un color que va del verde oscuro al claro y su fórmula química es SiC. Se suele producir en un horno de arco eléctrico y se ha usado en buena medida como material abrasivo y estructural. Sin embargo, también es un semiconductor de intervalo de banda ancha actualmente en proceso de desarrollo activo para aplicaciones de dispositivos de frecuencia de alta energía y temperatura. EL interés que despierta este material deriva de la elevada movilidad de sus electrones en relación con un fenómeno llamado politipismo. Los cristales de SiC poseen muchas estructuras que dependen de la secuencia de apilamiento del SiC tetrahédrico. Los principales politipos de SiC que han sido estudiados han sido la estructura cúbica (3C) o la hexagonal (4H 0 6H). La estructura de 3C es la que mayor movilidad de electrones tiene, el menor intervalo de banda y es, por tanto, especialmente adecuada para aplicaciones de potencia media (300-1200V, 10-100A). Sin embargo, el interés se ha centrado en los politipos hexagonales por la disponibilidad comercial de cortes de sustratos procedentes de masas de cristal. El proyecto SOLSIC ha rectificado este problema desarrollando cristales y discos de SiC cúbicos en gran número, al mismo tiempo que ha estudiado las propiedades del SiC cúbico. Sobre la base del SiC cúbico se desarrollaron varios tipos de rectificadores como los diodos de barrera Schottky y varios tipos de transistores como los transistores de efecto de campo de materiales semiconductores de óxido metálico (MOSFET). Se ha establecido una línea de procesamiento para la fabricación de estos dispositivos. El procesamiento incluye el crecimiento epitaxial de capas purificadas e impurificadas, implantación iónica y recocido postimplantación, litografía, grabado en seco, deposición de dióxido de silicio y nitruro de silicio y oxidación térmica. Los dispositivos fabricados de esta manera tienen un rendimiento acorde al correspondiente de los dispositivos de Sic hexagonal. Los defectos de los cristales que en un principio impedían que el rendimiento alcanzara los valores esperados se han reducido en buena medida. Como conclusión, se ha demostrado que para aplicaciones de potencia media (300 a 600 voltios), los dispositivos fabricados a partir de carburo de silicio cúbico tienen un rendimiento excepcional.
