深圳碳化硅衬底导电

时间:2022年05月26日 来源:

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。碳化硅由于其独特的物理及电子特性,在一些应用上成为短波长光电元件,高温,抗幅射以及高频大功率元件。深圳碳化硅衬底导电

    那氮化镓外延层为啥也要在碳化硅单晶衬底上长呢?理论上讲,氮化镓外延层比较好当然用本身氮化镓的单晶衬底,不过在之前的文章中也有提到,氮化镓的单晶实在是太难做了点,不仅反应过程难以控制、长得特别慢,而且面积较小、价格昂贵,商业化很是困难,而碳化硅和氮化镓有着超过95%的晶格适配度,性能指标远超其他衬底材料(如蓝宝石、硅、砷化镓等),因此碳化硅基氮化镓外延片成为比较好选择。综上所述,很容易理解为何碳化硅在业内会有“黄金赛道”这样的美称。对于碳化硅器件而言,其价值链可分为衬底—外延—晶圆—器件,其中衬底所占的成本比较高为50%——主要原因单晶生长缓慢且品质不够稳定,这也是早年时SiC没能得到的推广的主要原因。不过如今随着技术缺陷不断得到补足,碳化硅单晶衬底的成本正不断下降,可预期未来会是“钱”景无限。以下是国内部分碳化硅衬底供应商名单。 进口6寸sic碳化硅衬底外延加工SiC衬底吸收380纳米以下的紫外光,不适合用来研发380纳米以下的紫外LED。

碳化硅SiC的应用前景由于SiC具有上述众多优异的物理化学性质,不仅能够作为一种良好的高温结构材料,也是一种理想的高温半导体材料。近20年,伴随薄膜制备技术的高速发展,SiC薄膜已经被***应用于保护涂层、光致发光、场效应晶体管、薄膜发光二极管以及非晶Si太阳能电池的窗口材料等。另外,作为结构材料的SiC薄膜还被认为是核聚变堆中比较好的防护材料,在不锈钢基体上沉积一层SiC薄膜,可以**地降低氚的渗透率,并保持聚变反应的稳定性。总结起来,SiC具有以下几个方面的应用:(1)高的硬度与热稳定性,可用于***涂层;(2)稳定的结构,在核反应技术中用作核聚变堆等离子体的面对材料:(3)大的禁带宽度,可作为光的短波长区域发光材料。例如,3C-SiC的Eg=2.2eV,6H-SiC的Eg=2.9eV可分别用作绿色、蓝色LED材料,目前SiC蓝光LED已经商品化;(4)高的热导率,可作为超大规模集成电路和特大规模集成电路的热沉材料,**提高了电路的集成度;(5)优异的电学性能,在功率器件、微波器件、高温器件和抗辐射器件方面也具有***的应用前景。

    SiC电子器件是微电子器件领域的研究热点之一。SiC材料的击穿电场有4MV/cm,很适合于制造高压功率器件的有源层。而由于SiC衬底存在缺点等原因,将它直接用于器件制造时,性能不好。SiC衬底经过外延之后,其表面缺点减少,晶格排列整齐,表面形貌良好,比衬底大为改观,此时将其用于制造器件可以提高器件的性能。为了提高击穿电压,厚的外延层、好的表面形貌和较低的掺杂浓度是必需的。一些高压双极性器件,需外延膜的厚度超过50μm,掺杂浓度小于2×1015cm-3,载流子寿命大过1us。对于高反压大功率器件,需要要在4H-SiC衬底上外延一层很厚的、低掺杂浓度的外延层。为了制作10KW的大功率器件,外延层厚度要达到100μm以上。高压、大电流、高可靠性SiC电子器件的不断发展对SiC外延薄膜提出了更多苛刻的要求,需要通过进一步深入的研究提高厚外延生长技术。 SiC衬底有化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等。

    碳化硅sic的电学性质SiC的临界击穿电场比常用半导体Si和GaAs都大很多,这说明SiC材料制作的器件可承受很大的外加电压,具备很好的耐高特性。另外,击穿电场和热导率决定器件的最大功率传输能力。击穿电场对直流偏压转换为射频功率给出一个基本的界限,而热导率决定了器件获得恒定直流功率的难易程度。SiC具有优于Si和GaAs的高温工作特性,因为SiC的热导率和击穿电场均高出Si,GaAs好几倍,带隙也是GaAs,Si的两三倍。电子迁移率和空穴迁移率表示单位电场下载流子的漂移速度,是器件很重要的参数,会影响到微波器件跨导、FET的输出增益、功率FET的导通电阻以及其他参数。4H-SiC电子迁移率较大,但各向异性较弱;6H-SiC电子迁移率较小,但各向异性强。 碳化硅是发展第3代半导体产业的关键基础材料。河南进口6寸n型碳化硅衬底

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。深圳碳化硅衬底导电

    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。 深圳碳化硅衬底导电

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