河南进口6寸碳化硅衬底

时间:2020年09月01日 来源:

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。p-SiC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、高频器件等。河南进口6寸碳化硅衬底

由于SiC单晶材料和外延设备的限制,上世纪七十年代中国才开始对碳化硅晶体进行深入研究。在国家973计划和863计划的支持下,中科院物理研究所、西安电子科技大学、山东大学、中电46所等重要机构启动了“宽禁带半导体SiC基础研究”、“SiC高频高温功率器件”和“SiC单晶衬**备”等项目。虽然目前与国际先进水平相比,我国仍有很大差距,但是山东大学研制出的SiC单晶生长加工和单晶炉技术在国内遥遥**。目前我国已成功掌握4英寸SiC单晶生长技术,2、3英寸SiC衬底已进行量产,各大研究机构正在重点研究6英寸SiC衬底的制备技术以及低位元错密度、大面积的SiC外延技术。西安电子科技大学已经通过外延生长法成功制得并测试证明6环SiC的品格结构情况,同时在材料性质、载流子输运展开理论和实验研究上取得重大进展。河南进口6寸碳化硅衬底碳化硅的硬度很大,具有优良的导热和导电性能,高温时能抗氧化。

在4H-SiC材料和器件发展方面,美国处于国际**地位,已经从探索性研究阶段向大规模研究和应用阶段过渡。CREE公司已经生产出4英寸(100 mm)零微管(ZMP)n型SiC衬底。同时,螺旋位错(screw dislocation)密度被降低到几十个/cm2。商用水平比较高的器件:4H-SiC MESFET在S-波段连续波工作60W(1.5GHz,ldB压缩),漏效率45%(1.5GHz,POUT=PldB),工作频率至2.7GHz。近期CREE公司生产的CRF35010性能达到:工作电压48V,输出功率10W,工作频率3.4-3.8GHz,线性增益10dB;美国正在逐步将这种器件装备在***武器上,如固态相控阵雷达系统、***通讯电子系统、高频电源系统、电子战系统——干扰和威胁信号预警等。其中Cree公司的SiC MESFET功率管已经正式装备美国海军的新一代预警机E2D样机。近期俄罗斯、欧洲和日本加快发展,SiC材料生长和器件制造技术也在不断走向成熟。


以碳化硅、氮化镓、铌酸锂为**的高性能半导体晶体广泛应用于信息传输、光存储、光通讯、微波、LED、汽车电子、航空航天、高速列车、智能电网和超高压输变电、石油勘探、雷达与通信等国民经济和**领域。碳化硅单晶材料是目前发展**为成熟的第三代半导体材料,其禁带宽度是硅的3倍,饱和电子漂移速率是硅的2倍,临界击穿电场大于硅的10倍或砷化镓的5倍,热导率是蓝宝石的20倍或砷化镓的10倍,化学稳定性好,在高温、高压、高频、大功率、光电、抗辐射、微波等电子应用领域和航天**、核能等极端环境应用有着不可替代的优势。 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。

SiC晶体的获得**早是用AchesonZ工艺将石英砂与C混合放入管式炉中2600℃反应生成,这种方法只能得到尺寸很小的多晶SiC。至1955年,Lely用无籽晶升华法生长出了针状3C-SiC孪晶,由此奠定了SiC的发展基础。20世纪80年代初Tairov等采用改进的升华工艺生长出SiC晶体,SiC作为一种实用半导体开始引起人们的研究兴趣,国际上一些先进国家和研究机构都投入巨资进行SiC研究。20世纪90年代初,Cree Research Inc用改进的Lely法生长6H-SiC晶片并实现商品化,并于1994年制备出4H-SiC晶片。这一突破性进展立即掀起了SiC晶体及相关技术研究的热潮。目前实现商业化的SiC晶片只有4H-和6H-型,且均采用PVD技术,以美国CreeResearch Inc为**。采用此法已逐步提高SiC晶体的质量和直径达7.5cm,目前晶圆直径已超过10cm,比较大有用面积达到40mm2,微导管密度已下降到小于0.1/cm2。现今就SiC单晶生长来讲,美国处于**地位,俄罗斯、日本和欧盟(以瑞典和德国为首)的一些公司或科研机构也在生产SiC晶片,并且已经实现商品化。SIC禁带宽度较大,具有热传导率高、耐高温、抗腐蚀、化学稳定性高等特点。河南进口6寸碳化硅衬底

SiC的热稳定性比较高。在常压下不会熔化。河南进口6寸碳化硅衬底

碳化硅sic的光学性质  材料带隙即禁带的大小决定了器件的很多性质,包括光谱响应特性、抗辐射特性、工作温度以及击穿电压等许多器件的重要特性。SiC的禁带宽,如4H-SiC是3.2eV,6H-SiC是2.8eV,所以SiC具有良好的紫外光谱响应特性,对红外辐射不响应,抗辐射特性好,可应用于检测红热背景下的微弱紫外信号。而且其暗电流很低,工作温度高,故也可用于探测高温环境中的紫外信号。  SiC在很宽的光谱范围(2.2~3.2eV)内也有良好的发光特性。不过,SiC的光学特性与晶体取向及同质多型体的结构有很密切的关系。河南进口6寸碳化硅衬底

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