江苏碳化硅衬底进口4寸led

时间:2020年10月16日 来源:

SiC 有多种同质多型体,不同的同质多型体有不同的应用范围。典型的有3C-SiC、4H-SiC 和 6H-SiC,它们各有不同的应用范围。其中,3C-SiC 是***具有闪锌矿结构的同质多型体,其电子迁移率比较高,再加上有高热导率和高临界击穿电场,非常适合于制造高温大功率的高速器件;6H-SiC 具有宽的带隙,在高温电子、光电子和抗辐射电子等方面有使用价值,使用6H-SiC 制造的高频大功率器件,工作温度高,功率密度有极大的提升;而 4H-SiC 具有比 6H-SiC 更宽的带隙和较高的电子迁移率,是大功率器件材料的比较好选择。  由于 SiC 器件在**和民用领域不可替代的地位,世界上很多国家对 SiC 半导体材料和器件的研究都很重视。美国的**宽禁带半导体计划、欧洲的ESCAPEE计划和日本的国家硬电子计划等,纷纷对 SiC 半导体材料晶体制备和外延及器件投入巨资进行研究。Cree现在供应的主流衬底片主要是4英寸和6英寸大尺寸晶片。江苏碳化硅衬底进口4寸led


       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,且在大功率LED方面具有非常大的优势。此外,碳化硅除了用作LED衬底,它还可以制造高耐压、大功率电力电子器件如肖特基二极管(SBD/JBS)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、晶闸管(GTO)、金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等,用于智能电网、太阳能并网、电动汽车等行业。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。比如一台35kW的太阳能光伏并网逆变器,全部使用硅器件,能耗可达2.8kW,转换效率为92%,全部换成碳化硅的器件后,能耗可低至1.4kW,约为硅逆变器的50%,转换效率上升4%,为96%,一座30MW的太阳能发电站,全部使用碳化硅功率器件后可节约大量电能,节能效果十分***。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,实现系统的小型化和一体化。碳化硅基电力电子器件已经应用于新一代航空母舰的电磁弹射系统,大幅度提高了舰载机起降效率,增强了航母作战性能。 江苏碳化硅衬底进口4寸ledSiC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。

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。

为了制造碳化硅半导体器件,需要在碳化硅晶片表面生长1层或数层碳化硅薄膜。这些薄膜具有不同的n、p导电类型,目前主流的方法是通过化学气相沉积方法进行同质外延生长。        碳化硅外延生长方案中,衬底起很大的支配作用,早期碳化硅是在无偏角衬底上外延生长的,即从晶锭上切割下来的晶片其外延表面法线与晶轴(c轴)夹角θ=0°,如碳化硅晶片的Si(0001)或C(000)面,外延表面几乎没有台阶,外延生长期望能够由理想的二维成核生长模型控制。然而实际生长发现,外延结果远未如此理想。由于碳化硅是一种多型体材料,外延层中容易产生多型体夹杂,比如4H-SiC外延层中存在3C-SiC夹杂,使外延层“不纯”,变成一种混合相结构,极大地影响碳化硅器件的性能,甚至不能用这样的外延材料制备器件。另外,这样的外延层宏观外延缺点密度很大,不能用常规的半导体工艺制备器件,即薄膜质量难于达到晶圆级外延水平。现在,SiC材料正在大举进入功率半导体领域。

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。 碳化硅的硬度很大,具有优良的导热和导电性能,高温时能抗氧化。江苏碳化硅衬底进口4寸led

SiC单晶生长经历了3个阶段,即Acheson法、Lely法、改良Lely法。江苏碳化硅衬底进口4寸led

就SiC单晶生长来讲,美国Cree公司由于其研究**,主宰着全球SiC市场,几乎85%以上的SiC衬底由Cree公司提供。此外,俄罗斯、日本和欧盟(以瑞典和德国为首)的一些公司和科研机构也在生产SiC衬底和外延片,并且已经实现商品化。在过去的几年中,SiC晶片的质量和尺寸稳步提高,1998年秋,2英寸直径的4H-SiC晶片已经在投入市场。1999年直径增大到3英寸,微管(micropipe)密度下降到10/cm2左右,这些进展使得超过毫米尺寸的器件制造成为可能。从2005年下半年,微管密度小于l/cm2的3英寸6H和4H-SiC晶片成为商用SiC材料的主流产品。2007年5月23日,Cree公司宣布在SiC技术开发上又出现了一座新的里程碑一英寸(100 mm)零微管(ZMP)n型SiC衬底。江苏碳化硅衬底进口4寸led

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