江苏6寸n型碳化硅衬底

时间:2021年01月23日 来源:

  SiC很早已被发现,由于它化学和物理稳定性高,过去很长的时问内*在工业中作为研磨和切割材料。SiC在超过1800℃时才升华分解,高温生长单晶和化学机械处理都十分困难,Sic晶体的主要制备方法有:Acheson法(1891年),Lely法(1955年),改良Lely法(1978年)。**早使用Lely法——升华再结晶工艺生长sic单晶,用感应加热法将装有多晶sic粉末的多孔石墨管加热到2500℃,在惰性气体(氩气)环境中升华出Sic,生成六角形状的、大小和结晶类型不定但直径很小、杂质含量较高的单晶板块。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。江苏6寸n型碳化硅衬底

碳化硅是C和Si组合中***稳定的化合物,从晶体化学的角度来看,每个Si(C)原子与周边包围的C(Si)原子通过定向强四面体spa键结合,并有一定程度的极化,很低的层错形成能量决定了Sic的多型体现象,六角密排4H-SiC、6H-SiC和立方密排的3C-SiC比较常见并且不同的多型体具有不同的电学性能与光学性能。通过对比硅和碳的电负性确定SiC晶体具有很强的离子共价键,原子化能值达到125okJ/mol,表明SiC的结构、能量稳定。此外,sic还有高达1200-1430K的德拜温度。因此,SiC材料对各种外界作用有很高的稳定性,在力学、热学、化学等方面有优越性。

       与Si相比,SiC的禁带宽度为其2-3倍,同时具有其4.4倍的热导率,8倍的临界击穿电场,2倍的电子饱和漂移速度,这些优异性能使其成为在航天航空、雷达、环境监测、汽车马达、通讯系统等应用中生产耐高温、高频、抗辐射、大功率半导体器件材料的*****,特别是Sic发光二极管的辐射波长广,在光电集成电路中具有广阔的应用前景。 河南4寸碳化硅衬底SiC单晶生长经历了3个阶段,即Acheson法、Lely法、改良Lely法。

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。

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。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。

作为一种新型的半导体材料,SiC以其优良的物理化学特性和电特性成为制造短波长光电子器件、高温器件、抗辐照器件和大功率/高额电子器件**重要的半导体材料.特别是在极端条件和恶劣条件下应用时,SiC器件的特性远远超过了Si器件和GaAs器件.因此,SiC器件和各类传感器已逐步成为关键器件之一,发挥着越来超重要的作用.  

从20世纪80年代起,特别是1989年第一种SiC衬底圆片进入市场以来,SiC器件和电路获得了快速的发展.在某些领域,如发光二极管、高频大功率和高电压器件等,SiC器件已经得到较***的商业应用.发展迅速


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。河南4寸碳化硅衬底

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。江苏6寸n型碳化硅衬底

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。江苏6寸n型碳化硅衬底

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