苏州碳化硅衬底

时间:2021年02月27日 来源:

  此外,碳化硅材料的重要用途还包括:微波器件衬底[3]、石墨烯外延衬底[4]、人工钻石。碳化硅(指半绝缘型)是射频微波器件的理想衬底材料,以之为衬底的微波器件其输出功率密度是砷化镓(GaAs)器件的10倍以上,工作频率达到100GHz以上,可以***提高雷达、通信、电子对抗以及智能武器的整体性能和可靠性,使用碳化硅基微波器件的雷达其测距由原来的80~100km提升到现在的超过300km。在碳化硅衬底上外延生长石墨烯,可望制造高性能的石墨烯集成电路,是当前国际研发的热点,IBM(美国)已经投入了巨资进行研发[5],并取得了重要进展,在半绝缘型碳化硅上创建了全球较早全功能石墨烯集成电路[6]。碳化硅晶体的硬度仅次于钻石,其明亮度、光泽度和火彩甚至超过了钻石,基于碳化硅的人工钻石(莫桑钻)也已经面市。在碳化硅衬底上外延生长石墨烯,可望制造高性能的石墨烯集成电路。苏州碳化硅衬底

碳化硅被誉为下一代半导体材料,因为其具有众多优异的物理化学特性,被广泛应用于光电器件、高频大功率、高温电子器件。本文阐述了SiC研究进展及应用前景,从光学性质、电学性质、热稳定性、化学性质、硬度和耐磨性、掺杂物六个方面介绍了SiC的性能。SiC有高的硬度与热稳定性,稳定的结构,大的禁带宽度 ,高的热导率,优异的电学性能。同时介绍了SiC的制备方法:物***相沉积法和化学气相沉积法,以及SiC薄膜表征手段。包括X射线衍射谱、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱等。***讲了SiC的光学性能和电学性能以及参杂SiC薄膜的光学性能研究进展。北京进口半绝缘碳化硅衬**备SiC薄膜的方法主要分为两大类:物***相沉积法和化学气相沉积法。

碳化硅已成为全球半导体产业的前沿和制高点。作为新兴的战略先导产业,它是发展第3代半导体产业的关键基础材料。2014年,美国新兴制造产业的第1个产业制造创新中心——以碳化硅半导体为**的第3代宽禁带半导体创新中心,获得了联邦和地方**的合力支持,1.4亿美元的总支持额将用于提升美国在该新兴产业方面的国际竞争力。研究重点是:在未来的5年里,通过使宽禁带半导体技术拥有当前基于硅的电力电子技术的成本竞争力,实现下一代节能***大功率电力电子芯片和器件。这些改进措施将使电力电子装置,如电机、消费类电子产品,以及电网设备得以更快、更***地运转,且大幅度缩小其体积。日本也对碳化硅进行了大量投入,将发展碳化硅半导体技术列入“首相计划”,认为未来日本50%以上的节能将由碳化硅实现。我国**几乎在相同时期发布了新材料领域发展纲要,明确提出重点发展以碳化硅等为**的第3代半导体材料。

国内通过自行研制、或引进生产设备涉足SiC晶体生产的研究机构与企业越来越多,许多企业引进外延设备进行商业化生产,形成初始规模的SiC产业链。        虽然目前SiC器件的研究已经取得了瞩目的成果,但是SiC材料还没有发挥其比较大性能。近几年,利用PVT法和CVD法,采用缓冲层、台阶控制外延及位置竞争等技术生长SiC薄膜质量已经取得了惊人的进步,且实现了可控掺杂。但晶体中仍含有大量的微管、位错和层错等缺点,严重限制了SiC芯片成品率及大电流需求。SiC电力电子器件要想应用于牵**域,单个芯片面积必须要在1.2cm2以上,以保证100A以上的通流能力,降低多芯片并联产生的寄生参数。因此,SiC材料必须解决上述缺点问题,SiC器件才有可能在牵**域批量应用。SiC具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高以及抗热震。

在半导体材料的发展历史上,通常将硅(Si)、锗(Ge)称作第1代半导体。将砷化镓(GaAs)、磷化铟(InP)、磷化镓(GaP)等为**的合金半导体称作第2代半导体。在其之后发展起来的宽带隙半导体,碳化硅(SiC)、氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)及金刚石等称为第3代半导体。SiC作为第3代半导体的杰出**之一,相比前2代半导体材料,具有宽带隙、高热导率高、较大的电子饱和漂移速率、高化学稳定性、高击穿电场高等诸多优点,在高温、高频、大功率器件的制作上获得广泛应用。SiC晶体有着很多不同的多型体,不同多型体的禁带宽度在2.3~3.3eV之间,因而,SiC也被用于制作蓝、绿和紫外光的发光、光探测器件,太阳能电池,以及智能传感器件等。另外,SiC能够氧化形成自然绝缘的二氧化硅(SiO2)层,同时也具有制造各种以金属-氧化物-半导体(MOS)为基础的器件的巨大潜能。表1给出了不同多型体SiC和其他半导体材料相比的主要物理性质。SiC在很宽的光谱范围(2.2~3.2eV)内也有良好的发光特性。苏州6寸n型碳化硅衬底

采用碳化硅作衬底的LED器件亮度更高、能耗更低、寿命更长、单位芯片面积更小。苏州碳化硅衬底

碳化硅耐高温,与强酸、强碱均不起反应,导电导热性好,具有很强的抗辐射能力。用碳化硅粉直接升华法可制得大体积和大面积碳化硅单晶。用碳化硅单晶可生产绿色或蓝色发光二极管、场效应晶体管,双极型晶体管。用碳化硅纤维可制成雷达吸波材料,在***工业中前景广阔。碳化硅超精细微粉是生产碳化硅陶瓷的理想材料。碳化硅陶瓷具有优良的常温力学性能,如高的抗弯强度,优良的抗氧化性,耐腐蚀性,非常高的抗磨损以及低的磨擦系数,而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中比较好的材料,如晶须补强可改善碳化硅的韧性和强度。苏州碳化硅衬底

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