苏州碳化硅衬底外延加工

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。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。苏州碳化硅衬底外延加工

碳化硅半导体是新一代宽禁带半导体，它具有热导率高（比硅高3倍）、与GaN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、大功率电力电子材料。

碳化硅半导体制备技术正不断取得进步，已经可以生长厚度为200μm的外延层，在此基础上研发出了反向阻塞电压高达8kV的SiC功率器件，如耗尽型功率MOSFET、结型场效应晶体管（JFET）、PIN二极管、IGBT以及GTO等。单管高达10kV的超高压功率器件已研发成功预计可在航空、航天、**、工业、电网等各个领域得到***的应用，我国正在实施“节能减排”的国家发展政策，碳化硅半导体无疑会对此起到巨大的推动用。 辽宁4寸碳化硅衬底目前商用碳化硅外延设备生长速率一般为每小时10μm，且不能持续生长。

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。

  SiC很早已被发现，由于它化学和物理稳定性高，过去很长的时问内*在工业中作为研磨和切割材料。SiC在超过1800℃时才升华分解，高温生长单晶和化学机械处理都十分困难，Sic晶体的主要制备方法有：Acheson法（1891年），Lely法（1955年），改良Lely法（1978年）。**早使用Lely法——升华再结晶工艺生长sic单晶，用感应加热法将装有多晶sic粉末的多孔石墨管加热到2500℃，在惰性气体（氩气）环境中升华出Sic，生成六角形状的、大小和结晶类型不定但直径很小、杂质含量较高的单晶板块。与传统硅基功率电力电子器件相比，碳化硅基功率器件可以**降低能耗，节约电力。

国际上基本上采用PVT法制备碳化硅单晶。目前能提供4H-SiC晶片的企业主要集中在欧美和日本。其中Cree产量占全球市场的85%以上，占领着SiC晶体生长及相关器件制作研究的前沿。目前，Cree的6英寸SiC晶片已经商品化，可以小批量供货。此外，国内外还有一些初具规模的SiC晶片供应商，年销售量在1万片上下。Cree生产的SiC晶片有80%以上是自已消化的，用于LED衬底材料，所以Cree是全球***一家大量生产SiC基LED器件的公司，这个业务使得它的市场表现突出，公司市盈率长期居于高位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。苏州碳化硅衬底外延加工

碳化硅半导体（这里指4H-SiC）是新一代宽禁带半导体。苏州碳化硅衬底外延加工

  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。苏州碳化硅衬底外延加工