天津碳化硅衬底4寸半绝缘

    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。碳化硅半导体是新一代宽禁带半导体。天津碳化硅衬底4寸半绝缘

全球碳化硅衬底企业主要有CREE、II-VI、SiCrystal，国际企业相比国内企业由于起步早，在产业化经验、技术成熟度、产能规模等方面具备优势，抢占了全球碳化硅衬底绝大部分的市场份额。随着下游终端市场，新能源汽车、光伏、5G基站等领域的快速增长，为上游碳化硅衬底提供了巨大的市场活力，国内以山东天岳、天科合达、烁科晶体等为的企业纷纷跑马圈地碳化硅衬底市场，通过加强技术研发与资本投入，逐渐掌握了4英寸至6英寸，甚至8英寸的碳化硅衬造技术，缩小了与国际之间技术与产能方面的差距。天津碳化硅衬底4寸半绝缘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。

随着电力电子变换系统对于效率和体积提出更高的要求，SiC（碳化硅）将会是越来越合适的半导体器件。尤其针对光伏逆变器和UPS应用，SiC器件是实现其高功率密度的一种非常有效的手段。由于SiC相对于Si的一些独特性，对于SiC技术的研究，可以追溯到上世界70年代。简单来说，SiC主要在以下3个方面具有明显的优势:击穿电压强度高（10倍于Si）更宽的能带隙（3倍于Si）热导率高（3倍于Si）这些特性使得SiC器件更适合应用在高功率密度、高开关频率的场合。当然，这些特性也使得大规模生产面临一些障碍，直到2000年初单晶SiC晶片出现才开始逐步量产。目前标准的是4英寸晶片，但是接下来6英寸晶片也要诞生，这会导致成本有显着的下降。而相比之下，当今12英寸的Si晶片已经很普遍，如果预测没有问题的话，接下来4到5年的时间18英寸的Si晶片也会出现。

不同的SiC多型体在半导体特性方面表现出各自的特性。利用SiC的这一特点可以制作SiC不同多型体间晶格完全匹配的异质复合结构和超晶格，从而获得性能较好的器件．其中6H-SiC结构**为稳定，适用于制造光电子器件：p-SiC比6H-SiC活泼，其电子迁移率比较高，饱和电子漂移速度**快，击穿电场**强，较适宜于制造高温、大功率、高频器件，及其它薄膜材料(如A1N、GaN、金刚石等)的衬底和X射线的掩膜等。而且，β-SiC薄膜能在同属立方晶系的Si衬底上生长，而Si衬底由于其面积大、质量高、价格低，可与Si的平面工艺相兼容，所以后续PECVD制备的SiC薄膜主要是β-SiC薄膜[2]。碳化硅可在超过200℃的高温下长期稳定地工作，因此，相比于硅，碳化硅方案可以大量缩减冷却负担。

功率半成品在成熟节点上制造。这些设备旨在提高系统的效率并将能量损失降至比较低。通常，它们的额定值是由电压和其他规格决定的，而不是由工艺几何形状决定的。多年来，占主导地位的功率半技术一直（现在仍然）基于硅，即功率MOSFET和绝缘栅双极晶体管（IGBT）。功率MOSFET被认为是低价、当下流行的器件，用于适配器、电源和其他产品中。它们用于高达900伏的应用中。在传统的MOSFET器件中，源极和漏极位于器件的顶部。相比之下，功率MOSFET具有垂直结构，其中源极和漏极位于器件的相对侧。垂直结构使设备能够处理更高的电压。SiC由Si原子和C原子组成，其晶体结构具有同质多型体的特点。4寸碳化硅衬底sic

碳化硅可在超过200℃的高温下长期稳定地工作。天津碳化硅衬底4寸半绝缘

现在，SiC材料正在大举进入功率半导体领域。一些**的半导体器件厂商，如罗姆（ROHM）株式会社、英飞凌科技公司、Cree、飞兆国际电子有限公司等都在开发自己的SiC功率器件。英飞凌科技公司在今年推出了第5代SiC肖特基势垒二极管，它结合了第3代产品的低容性电荷（Qc）特性与第2代产品中的低正向电压（Vf）特性，使PFC电路达到**高效率水平，击穿电压则达到了650V。飞兆半导体发布了SiCBJT，实现了1200V的耐压，传导和开关损耗相对于传统的Si器件降低了30%～50%，从而能够在相同尺寸的系统中实现高达40%的输出功率提升。ROHM公司则推出了1200V的第2代SiC制MOSFET产品，实现了SiC-SBD与SiC-MOSFET的一体化封装，与Si-IGBT相比，工作损耗降低了70%，并可达到50kHz以上的开关频率。值得一提的是，IGBT的驱动比较复杂，如果使用SiC基的MOSFET，则能使系统开发的难度大为降低。SiC的市场颇为看好，根据预测，到2022年，市场规模将达到40亿美元，年平均复合增长率可达到45%天津碳化硅衬底4寸半绝缘

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