In den vorangegangenen Abschnitten dieses Kapitels wurden bereits die wichtigsten bekannten technischen Hindernisse und Unsicherheiten hervorgehoben, die weitgehend für die Behinderung der Gerätefähigkeit verantwortlich sind. Im Allgemeinen führen diese Hindernisse zu einer Handvoll grundlegender materieller Probleme. Die Geschwindigkeit, mit der das kritischste dieser fundamentalen Probleme gelöst wird, wird sich stark auf die Verfügbarkeit, Fähigkeit und Nützlichkeit der Halbleiterelektronik auswirken. Die Zukunft der SIC-Elektronik ist daher mit Investitionen in die Grundlagenforschung verbunden, um anspruchsvolle materialbedingte Hindernisse für die Leistung, den Ertrag und die Zuverlässigkeit von SIC-Geräten zu lösen.

die materielle herausforderung, die wohl der größte schlüssel für die zukunft von sic ist, ist die entfernung von versetzungen von sic-wafern. Wie zuvor in diesem Kapitel und in den darin enthaltenen Literaturstellen beschrieben, werden die wichtigsten sic-Leistungsgleichrichter-Leistungsmetriken, einschließlich Gerätebewertungen, Zuverlässigkeit und Kosten, unausweichlich durch hohe Versetzungsdichten beeinträchtigt, die in kommerziellen Halbleiterscheiben und Epilayern vorhanden sind. Wenn sich die massenproduzierte Siliziumwaferqualität derjenigen von Siliziumwafern annähert (die typischerweise weniger als einen Versetzungsdefekt pro Quadratzentimeter enthalten), würden viel leistungsfähigere unipolare und bipolare Hochleistungsgleichrichter (einschließlich Geräte mit Kilovolt- und Kiloampere-Bewertungen) schnell breit werden verfügbar für eine vorteilhafte Verwendung in einer viel größeren Vielfalt von Hochleistungsanwendungen. Ähnliche Verbesserungen würden auch in sic-transistoren erreicht werden, was den weg für sic-high-power-geräte ebnen würde, um tatsächlich siliziumbasierte Leistungsbauelemente in einer enorm breiten und nützlichen reihe von anwendungen und systemen zu ersetzen (abschnitt 5.3). Dieser Fortschritt würde eine viel schnellere und breitere sic-fähige leistungselektronische Systeme \"Revolution\" im Vergleich zu der relativ langsameren \"Evolution\" und Nischen-Markteinführung, die seit der ersten Sic-Wafern vor etwa 15 Jahren kommerzialisiert wurde freischalten. Wie in Abschnitt 5.4 erwähnt, zeigen aktuelle Laborergebnisse, dass drastische Reduktionen von Waferversetzungen möglich sind, indem radikal neue Ansätze für das Waferwachstum im Vergleich zu Standard-Boule-Wachstumstechniken, die von allen kommerziellen Wafer-Herstellern seit über einem Jahrzehnt praktiziert werden, entwickelt wurden. Die ultimative Zukunft von Sic-Hochleistungsvorrichtungen kann wohl von der Entwicklung und praktischen Kommerzialisierung von Niedrigversetzungsdichte-Sic-Wachstumstechniken abhängen, die sich wesentlich von den heute verwendeten unterscheiden.

Es ist wichtig anzumerken, dass andere Halbleiter mit großer Bandlücke neben sic theoretisch ähnlich große Vorteile des elektrischen Systems gegenüber der Silizium-Halbleitertechnologie bieten, wie in Abschnitt 5.3 beschrieben. Beispielsweise weisen Diamant und einige Gruppe-III-Nitrid-Verbindungshalbleiter (wie z. B. gan; Tabelle 5.1) ein hohes Durchbruchsfeld und eine niedrige intrinsische Ladungsträgerkonzentration auf, die einen Betrieb bei Leistungsdichten, Frequenzen und Temperaturen ermöglicht, die vergleichbar oder höher sind. Gleichwohl werden elektrische Vorrichtungen in diesen Halbleitern auch durch eine Vielfalt von schwierigen Materialherausforderungen behindert, die überwunden werden müssen, damit eine vorteilhaft hohe Leistung zuverlässig erreicht und kommerzialisiert werden kann. Wenn sich die Erweiterung der sic-Elektronikkapazität im Vergleich zu anderen Halbleitern mit großer Bandlücke zu langsam entwickelt, besteht die Möglichkeit, dass letztere Anwendungen und Märkte erfassen, die ursprünglich für sic vorgesehen waren. Wenn es sic jedoch gelingt, die erste Lösung zu sein, die eine zuverlässige und kostengünstige Breitbandkapazität für eine bestimmte Anwendung bietet, müssten nachfolgende Technologien mit breiter Bandlücke wahrscheinlich weitaus bessere Kosten- / Leistungsmetriken erzielen, um sic zu ersetzen. Es ist daher wahrscheinlich, dass sic bis zu einem gewissen Grad seine Entwicklung in Richtung einer Erweiterung des Betriebsbereichs der Halbleiterelektronikfähigkeit fortsetzen wird.