北京碳化硅衬底6寸导电

时间:2021年03月31日 来源:

经过数十年不懈的努力,目前,全球只有少数的大学和研究机构研发出了碳化硅晶体生长和加工技术。在产业化方面,只有以美国Cree为**的少数几家能够提供碳化硅晶片,国内的碳化硅晶片的需求全赖于进口。目前,全球市场上碳化硅晶片价格昂贵,一片2英寸碳化硅晶片的国际市场价格高达500美元(2006年),但仍供不应求,高昂的原材料成本占碳化硅半导体器件价格的百分之四十以上,碳化硅晶片价格已成为第三代半导体产业发展的瓶颈。因而,采用**技术的碳化硅晶体生长技术,实现规模化生产,降低碳化硅晶片生产成本,将促进第三代半导体产业的迅猛发展,拓展市场需求。碳化硅半导体完整产业链条包括:碳化硅原料-晶锭-衬底-外延-芯片-器件-模块。北京碳化硅衬底6寸导电

碳化硅具有热导率高(比硅高3倍)、与氮化镓晶格失配小(4%)等优势,非常适合用作新一代发光二极管(LED)衬底材料。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中将碳化硅列为“新一代信息功能材料及器件”,在《中国制造2025》中明确大尺寸碳化硅单晶衬底为“关键战略材料”“先进半导体材料”。可以毫不夸张地说,碳化硅已成为全球半导体产业的前沿和制高点。从整体上来看,碳化硅半导体完整产业链包括:碳化硅原料-晶锭-晶片-外延-芯片-器件-模块,如图1所示。在LED的制备过程中,上游的碳化硅晶片(衬底)材料是决定LED颜色、亮度、寿命等性能指标的主要因素。河北4寸sic碳化硅衬底SiC作为衬底材料应用的***程度仅次于蓝宝石,目前还没有第三种衬底用于GaNLED的商业化生产。

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。

为了制造碳化硅半导体器件,需要在碳化硅晶片表面生长1层或数层碳化硅薄膜。这些薄膜具有不同的n、p导电类型,目前主流的方法是通过化学气相沉积方法进行同质外延生长。        碳化硅外延生长方案中,衬底起很大的支配作用,早期碳化硅是在无偏角衬底上外延生长的,即从晶锭上切割下来的晶片其外延表面法线与晶轴(c轴)夹角θ=0°,如碳化硅晶片的Si(0001)或C(000)面,外延表面几乎没有台阶,外延生长期望能够由理想的二维成核生长模型控制。然而实际生长发现,外延结果远未如此理想。由于碳化硅是一种多型体材料,外延层中容易产生多型体夹杂,比如4H-SiC外延层中存在3C-SiC夹杂,使外延层“不纯”,变成一种混合相结构,极大地影响碳化硅器件的性能,甚至不能用这样的外延材料制备器件。另外,这样的外延层宏观外延缺点密度很大,不能用常规的半导体工艺制备器件,即薄膜质量难于达到晶圆级外延水平。在现已开发的宽禁带半导体中,碳化硅(SiC)半导体材料是研究**为成熟的一种。

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。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。天津碳化硅衬底进口n型

为了制造碳化硅半导体器件,需要在晶片表面生长1层或数层碳化硅薄膜,这些薄膜具有不同的n、p导电类型。北京碳化硅衬底6寸导电

目前以SiC碳化硅为**的第三代半导体具有禁带宽、热导率高,击穿场强高,饱和电子漂移速率高,化学性能稳定,硬度高,抗磨损,高键和高能量以及抗辐射等优点,可***用于制造高温,高频,高功率,抗辐射,大功率和高密集集成电子器件,用SiC碳化硅衬底开发的电力电子器件(SBD、MOSFET、IGBT、BJT、JFET等)用在输变电、风力发电、太阳能、混合动力汽车等电力电子领域,降低电力损失,减少发热量,高温工作,提高效率,增加可靠性等优点北京碳化硅衬底6寸导电

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