四川进口半绝缘碳化硅衬底

时间:2021年01月22日 来源:

功率半导体是大国重器,必将获得国家战略性支持。  功率半导体产业是高铁、汽车、光伏、电网输电等应用的上游**零部件。 功率半导体国产化是我国实现集成电路产业自主可控的关键环节。功率半导体必将获得国家大基金及地方产业基金的持续战略性支持。经过5-10年的发展,我国将出现一两家企业跻身国际功率半导体产业**梯队。欧美日三地把控**市场,中低端市场大陆厂商替代率稳步上升IGBT 及中高压MOSFET 市场主要由欧美日三地企业把控,二极管、晶闸管、中低压MOSFET 等市场国内企业在逐步蚕食海外厂商市场份额,进口替代率稳步上升。现在,SiC材料正在大举进入功率半导体领域。四川进口半绝缘碳化硅衬底

碳化硅耐高温,与强酸、强碱均不起反应,导电导热性好,具有很强的抗辐射能力。用碳化硅粉直接升华法可制得大体积和大面积碳化硅单晶。用碳化硅单晶可生产绿色或蓝色发光二极管、场效应晶体管,双极型晶体管。用碳化硅纤维可制成雷达吸波材料,在***工业中前景广阔。碳化硅超精细微粉是生产碳化硅陶瓷的理想材料。碳化硅陶瓷具有优良的常温力学性能,如高的抗弯强度,优良的抗氧化性,耐腐蚀性,非常高的抗磨损以及低的磨擦系数,而且高温力学性能(强度、抗蠕变性等)是已知陶瓷材料中比较好的材料,如晶须补强可改善碳化硅的韧性和强度。杭州碳化硅衬底进口6寸导电碳化硅半导体是新一代宽禁带半导体。

碳化硅具有热导率高(比硅高3倍)、与氮化镓晶格失配小(4%)等优势,非常适合用作新一代发光二极管(LED)衬底材料。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中将碳化硅列为“新一代信息功能材料及器件”,在《中国制造2025》中明确大尺寸碳化硅单晶衬底为“关键战略材料”“先进半导体材料”。可以毫不夸张地说,碳化硅已成为全球半导体产业的前沿和制高点。从整体上来看,碳化硅半导体完整产业链包括:碳化硅原料-晶锭-晶片-外延-芯片-器件-模块,如图1所示。在LED的制备过程中,上游的碳化硅晶片(衬底)材料是决定LED颜色、亮度、寿命等性能指标的主要因素。

碳化硅晶体材料生长、加工难度极大,目前世界上只有少数几家企业能够实现碳化硅晶体材料的产业化。美国科锐公司(Cree)是碳化硅半导体行业的先行者和**者,已研制出了6英寸碳化硅衬底片。2012年,该公司碳化硅晶体材料的产量在80—100万片之间,控制了国际碳化硅衬底片的市场价格和质量标准。美国二六(II-VI)、道康宁(Dow Corning)、德国SiCrystal AG、日本新日铁等公司也相继推出了2—3英寸碳化硅衬底片生产计划,抢占碳化硅市场份额。碳化硅被誉为下一代半导体材料,其具有众多优异的物理化学特性应用于光电器件、高频大功率、高温电子器件。

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。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。四川进口半绝缘碳化硅衬底

SiC的临界击穿电场比常用半导体Si和GaAs都大很多。四川进口半绝缘碳化硅衬底

采用SiC的功率模块将进入诸如可再生能源、UPS电源、驱动器和汽车等应用。风电和牵引应用可能会随之而来。 到2021年,SiC功率器件市场总额预计将上升到10亿美元 。在某些市场,如太阳能,SiC器件已投入运行,尽管事实上这些模块的价格仍然比常规硅器件高。是什么使这种材料具有足够的吸引力,即使价格更高也心甘情愿地被接受?首先,作为宽禁带材料,SiC提供了功率半导体器件的新设计方法。传统功率硅技术中,IGBT开关被用于高于600V的电压,并且硅PIN-续流二极管是**技术的。硅功率器件的设计与软开关特性造成相当大的功率损耗。有了SiC的宽禁带,可设计阻断电压高达15kV的高压MOSFET,同时动态损耗非常小。有了SiC,传统的软关断硅二极管可由肖特基二极管取代,并带来非常低的开关损耗。作为一个额外的优势,SiC具有比硅高3倍的热传导率。连同低功率损耗,SiC是提高功率模块**率密度的一种理想材料。四川进口半绝缘碳化硅衬底

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