天津碳化硅衬底6寸n型

时间:2022年04月05日 来源:

碳化硅(SiC)又叫金刚砂,密度是3.2g/cm3,天然碳化硅非常罕见,主要通过人工合成。按晶体结构的不同分类,碳化硅可分为两大类:αSiC和βSiC。在热力学方面,碳化硅硬度在20℃时高达莫氏9.2-9.3,是硬的物质之一,可以用于切割红宝石;导热率超过金属铜,是Si的3倍、GaAs的8-10倍,且其热稳定性高,在常压下不可能被熔化;在电化学方面,碳化硅具有宽禁带、耐击穿的特点,其禁带宽度是Si的3倍,击穿电场为Si的10倍;且其耐腐蚀性极强,在常温下可以免疫目前已知的所有腐蚀剂。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。天津碳化硅衬底6寸n型

碳化硅半导体广泛应用于制造领域!众所周知,碳化硅半导体功率器件可以应用在新能源领域。“现在我们新能源汽车所用的电可能还有煤电,未来光伏发电就会占有更多比重,甚至全部使用光伏发电。”中科院院士欧阳明高曾在一次讨论会上这样说过,光伏需要新能源汽车来消费储能,而新能源汽车也需要完全的可再生能源。下一步两者的结合将形成新的增长点。在欧阳院士提到的三种主要应用“光伏逆变器+储能装置+新能源汽车”中,碳化硅(SiC)MOSFET功率器件都是不可或缺的重要半导体器件。河南6寸碳化硅衬底碳化硅已成为全球半导体产业的前沿和制高点。

设备制造商之间的一场大战正在牵引逆变器领域展开,尤其是纯电池电动汽车。一般来说,混合动力车正朝着48伏电池的方向发展。对于动力发明家来说,SiC对于混合动力车来说通常太贵了,尽管有例外。与混合动力一样,纯电池电动汽车由牵引逆变器组成。高压母线将逆变器连接到蓄电池和电机。电池为汽车提供能量。驱动车辆的电机有三个接头或电线。这三个连接延伸至牵引逆变器,然后连接至逆变器模块内的六个开关。每个开关实际上都是一个功率半导体,在系统中用作电开关。对于开关,现有的技术是IGBT。因此,牵引逆变器可能由六个额定电压为1200伏的IGBT组成。

PVT方法中SiC粉料纯度对晶片质量影响很大。粉料中一般含有极微量的氮(N),硼(B)、铝(Al)、铁(Fe)等杂质,其中氮是n型掺杂剂,在碳化硅中产生游离的电子,硼、铝是p型掺杂剂,产生游离的空穴。为了制备n型导电碳化硅晶片,在生长时需要通入氮气,让它产生的一部分电子中和掉硼、铝产生的空穴(即补偿),另外的游离电子使碳化硅表现为n型导电。为了制备高阻不导电的碳化硅(半绝缘型),在生长时需要加入钒(V)杂质,钒既可以产生电子,也可以产生空穴,让它产生的电子中和掉硼、铝产生的空穴(即补偿),它产生的空穴中和掉氮产生的电子,所以所生长的碳化硅几乎没有游离的电子、空穴,形成高阻不导电的晶片(半绝缘型,SI)。掺钒工艺复杂,所以半绝缘碳化硅很难制备,成本很高。近年来也出现了通过点缺点来实现高阻半绝缘碳化硅的方法。p型导电碳化硅也不容易制备,特别是低阻的p型碳化硅更不容易制备。虽然对于半绝缘型和p型导电碳化硅晶片的需求量日益增长,但是由于掺杂量和杂质原子分布不易控制等技术难度以及成本原因,即使是Cree也采用限量供应的方式出货,其他厂商基本不提供这类碳化硅的批量供应。SiC作为第三代半导体材料的杰出**由于其特有的物理化学特性成为制作高频、大功率、高温器件的理想材料。

由于电动汽车(EV)和其他系统的快速增长,对碳化硅(SiC)衬底和功率半导体的需求正在激增。由于需求量大,市场上SiC基板、晶圆和SiC基器件供应紧张,促使一些供应商在晶圆尺寸转换过程中增加晶圆厂产能。一些SiC器件制造商正在晶圆厂从4英寸晶圆过渡到6英寸晶圆。SiC(碳化硅功率器件)是一种基于硅和碳的化合物半导体材料。在生产流程中,专门的碳化硅衬底和晶圆被开发,然后在晶圆厂中进行加工,从而形成基于碳化硅的功率半导体。许多基于SiC的电源半成品和竞争对手的技术都是晶体管,可以在高压下切换设备中的电流。它们被用于电力电子领域,在电力电子领域中,设备转换和控制系统中的电力。6H-SiC结构**为稳定,适用于制造光电子器件。进口sic碳化硅衬底进口4寸

SiC的热稳定性比较高。在常压下不会熔化。天津碳化硅衬底6寸n型

因此,对于牵引逆变器,从IGBT转移到SiCMOSFET是有意义的。但这并不是那么简单,因为成本在等式中起着重要作用。然而,特斯拉已经采取了冒险行动。该公司在其型号3中使用了意法半导体公司的SiCMOSFET,并补充说特斯拉也在使用其他供应商。其他汽车制造商也在探索这项技术,尽管出于成本考虑,大多数原始设备制造商并未加入这一行列。不过,有几种方法可以实现从IGBT到SiCMOSFET的切换。根据Rohm的说法,有两种选择:•将IGBT保留在系统中,但将硅二极管更换为SiC二极管。•用SiC基MOSFET和二极管替换硅基IGBT和二极管。天津碳化硅衬底6寸n型

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