Nowatorskie materiały półprzewodnikowe
Węglik krzemu może mieć kolor od ciemno- do jasnozielonego, a jego wzór chemiczny to SiC. Węglik krzemu, którego produkcja odbywa się zwykle w piecach łukowych, jest przede wszystkim używany jako materiał ścierny i konstrukcyjny. Jest on jednak również półprzewodnikiem o szerokiej przerwie energetycznej, nad którym prowadzone są obecnie badania rozwojowe mające na celu zastosowanie go w urządzeniach o wysokiej mocy, częstotliwości i pracujących w wysokich temperaturach. Zainteresowanie tym materiałem wynika z charakteryzującej go dużej mobilności elektronów związanej ze zjawiskiem politypii. Rozróżnia się wiele struktur kryształów SiC, które zależne są od sekwencji politypowej czworościanów Si-C. Politypy SiC, którymi w głównym stopniu się do tej pory zajmowano mają strukturę regularną (3C) lub heksagonalną (4H lub 6H). Struktura 3C charakteryzuje się największą mobilnością elektronów oraz mniejszą przerwą energetyczną i z tego powodu idealnie nadaje się do zastosowań wykorzystujących średnią moc (300–1200 V, 10–100 A). Niemniej jednak skoncentrowano się na politypach heksagonalnych ze względu na dużą dostępność na rynku płytek wycinanych z kryształów objętościowych. Problem ten został rozwiązany dzięki projektowi SOLSIC, w ramach którego opracowano objętościowe kryształy kubiczne SiC oraz płytki, a także dokładnie zbadano właściwości kryształów węglika krzemu o kubicznej strukturze. W oparciu o materiały o strukturze 3C-SiC opracowano kilka rodzajów prostowników, wśród których wymienić można diodę prostowniczą Schottky'ego oraz wiele typów tranzystorów, jak na przykład tranzystory polowe MOS. Opracowano proces technologiczny dla celów produkcji tych urządzeń. Obejmuje on wzrost epitaksjalny warstw typu n oraz p, implantację jonową i wygrzewanie poimplantacyjne, litografię, trawienie suche, nanoszenie dwutlenku krzemu i azotku krzemu oraz utlenianie termiczne. Urządzenia wyprodukowane w wyniku zastosowania opisanej technologii dorównują wydajnością odpowiadającym im najwyższej jakości produktom wykonanym w oparciu o heksagonalne kryształy SiC. Defekty sieci krystalicznej, które początkowo utrudniały działanie urządzeń, zostały w dużej mierze wyeliminowane. Udało się zatem wykazać, że w przypadku zastosowań z wykorzystaniem średniej mocy (300–600 V) urządzenia wyprodukowane z węglika krzemu o strukturze regularnej działają znakomicie.
