广东碳化硅衬底进口6寸半绝缘

时间:2021年03月01日 来源:

PVT法和HTCVD法生长碳化硅晶体原理图。两者都可以用于生长4H-SiC碳化硅晶片,HTCVD更像是PVT的“加强版”。PVT法的优势在于相对简单易控制,市场占有率高,生长n型导电晶片很成熟。其劣势是p型导电和高阻半绝缘型晶片生长成本高,不能生长高质量的高纯半绝缘晶片。HTCVD法的优势是可以生长导电型(n、p)和高纯半绝缘晶片,可以控制掺杂浓度,使晶片中载流子浓度在3×1013~5×1019/cm3之间可调。其劣势是技术门槛高,市场占有率低。SiC的机械强度、热学性能、抗腐蚀性、耐磨性等方面具有明显的优势且与IC工艺兼容。广东碳化硅衬底进口6寸半绝缘

SiC材料具有良好的电学特性和力学特性,是一种非常理想的可适应诸多恶劣环境的半导体材料。它禁带宽度较大,具有热传导率高、耐高温、抗腐蚀、化学稳定性高等特点,以其作为器件结构材料,可以得到耐高温、耐高压和抗腐蚀的SiC-MEMS器件,具有广阔的市场和应用前景。同时SiC陶瓷具有高温强度大、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、硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性。因此,是当前**有前途的结构陶瓷之一,并且已在许多高技术领域(如空间技术、核物理等)及基础产业(如石油化工、机械、车辆、造船等)得到应用,用作精密轴承、密封件、气轮机转子、喷嘴、热交换器部件及原子核反应堆材料等。如利用多层多晶碳化硅表面微机械工艺制作的微型电动机,可以在490℃以上的高温环境下稳定工作。但是SiC体单晶须在高温下生长,掺杂难于控制,晶体中存在缺点,特别是微管道缺点无法消除,而且SiC体单晶非常昂贵,因此发展低温制备SiC薄膜技术对于SiC器件的实际应用有重大意义。碳化硅衬底6寸led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。

功率半导体多被用于转换器及逆变器等电力转换器进行电力控制。目前,功 率半导体材料正迎来材料更新换代,这些新材料就是SiC(碳化硅)和GaN(氮化镓),二者的物理特性均优于现在使用的Si(硅),作为节能***受到了电力公司、汽车厂商和电子厂商等的极大期待。将Si换成GaN或SiC等化合物半导体,可大幅提高产品效率并缩小尺寸,这是Si功率半导体元件(以下简称功率元件)无法实现的。  目前,很多领域都将Si二极管、MOSFET及IGBT(绝缘栅双极晶体管)等晶体管用作功率元件,比如供电系统、电力机车、混合动力汽车、工厂内的生产设备、光伏发电系统的功率调节器、空调等白色家电、服务器及个人电脑等。这些领域利用的功率元件的材料也许不久就将被GaN和SiC所替代。

SiC 有多种同质多型体,不同的同质多型体有不同的应用范围。典型的有3C-SiC、4H-SiC 和 6H-SiC,它们各有不同的应用范围。其中,3C-SiC 是***具有闪锌矿结构的同质多型体,其电子迁移率比较高,再加上有高热导率和高临界击穿电场,非常适合于制造高温大功率的高速器件;6H-SiC 具有宽的带隙,在高温电子、光电子和抗辐射电子等方面有使用价值,使用6H-SiC 制造的高频大功率器件,工作温度高,功率密度有极大的提升;而 4H-SiC 具有比 6H-SiC 更宽的带隙和较高的电子迁移率,是大功率器件材料的比较好选择。  由于 SiC 器件在**和民用领域不可替代的地位,世界上很多国家对 SiC 半导体材料和器件的研究都很重视。美国的**宽禁带半导体计划、欧洲的ESCAPEE计划和日本的国家硬电子计划等,纷纷对 SiC 半导体材料晶体制备和外延及器件投入巨资进行研究。制备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(SiliconCarbide)是C元素和Si元素形成的化合物,目前已发现的碳化硅同质异型晶体结构有200多种,其中六方结构的4H型SiC(4H-SiC)具有高临界击穿电场、高电子迁移率的优势,是制造高压、高温、抗辐照功率半导体器件的优良半导体材料,也是目前综合性能比较好、商品化程度比较高、技术**成熟的第三代半导体材料,与硅材料的物理性能对比,主要特性包括:(1)临界击穿电场强度是硅材料近10倍;(2)热导率高,超过硅材料的3倍;(3)饱和电子漂移速度高,是硅材料的2倍;(4)抗辐照和化学稳定性好;(5)与硅材料一样,可以直接采用热氧化工艺在表面生长二氧化硅绝缘层。碳化硅功率半导体产业链主要包含单晶材料、外延材料、器件、模块和应用这几个环节。其中,单晶材料是碳化硅功率半导体技术和产业的基础,主要技术指标有单晶直径、微管密度、单晶电阻率、表面粗糙度、翘曲度等;外延材料是实现器件制造的关键,主要技术指标有外延片直径、外延层厚度、外延层掺杂浓度和表面缺点密度等;器件是整个产业链的**,主要技术指标有阻断电压、单芯片导通电流/电阻、阻断状态的漏电流、工作温度等;模块是实现器件应用的桥梁。碳化硅功率器件更突出的潜力是在超高耐压大容量功率器件(HVPD)领域。碳化硅衬底6寸led

碳化硅非常适合用作新一代发光二极管(LED)衬底材料、大功率电力电子材料。广东碳化硅衬底进口6寸半绝缘

碳化硅晶体材料生长、加工难度极大,目前世界上只有少数几家企业能够实现碳化硅晶体材料的产业化。美国科锐公司(Cree)是碳化硅半导体行业的先行者和**者,已研制出了6英寸碳化硅衬底片。2012年,该公司碳化硅晶体材料的产量在80—100万片之间,控制了国际碳化硅衬底片的市场价格和质量标准。美国二六(II-VI)、道康宁(Dow Corning)、德国SiCrystal AG、日本新日铁等公司也相继推出了2—3英寸碳化硅衬底片生产计划,抢占碳化硅市场份额。广东碳化硅衬底进口6寸半绝缘

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