4寸碳化硅衬底sic

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。在现已开发的宽禁带半导体中,碳化硅(SiC)半导体材料是研究**为成熟的一种。4寸碳化硅衬底sic

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。天津碳化硅衬底进口6寸半绝缘碳化硅由于其独特的物理及电子特性，在一些应用上成为短波长光电元件，高温，抗幅射以及高频大功率元件。

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。

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。 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。

碳化硅已成为全球半导体产业的前沿和制高点。作为新兴的战略先导产业，它是发展第3代半导体产业的关键基础材料。2014年，美国新兴制造产业的第1个产业制造创新中心——以碳化硅半导体为**的第3代宽禁带半导体创新中心，获得了联邦和地方**的合力支持，1.4亿美元的总支持额将用于提升美国在该新兴产业方面的国际竞争力。研究重点是：在未来的5年里，通过使宽禁带半导体技术拥有当前基于硅的电力电子技术的成本竞争力，实现下一代节能***大功率电力电子芯片和器件。这些改进措施将使电力电子装置，如电机、消费类电子产品，以及电网设备得以更快、更***地运转，且大幅度缩小其体积。日本也对碳化硅进行了大量投入，将发展碳化硅半导体技术列入“首相计划”，认为未来日本50%以上的节能将由碳化硅实现。我国**几乎在相同时期发布了新材料领域发展纲要，明确提出重点发展以碳化硅等为**的第3代半导体材料。碳化硅作为新兴的战略先导产业，它是发展第3代半导体产业的关键基础材料。天津碳化硅衬底进口6寸半绝缘

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。4寸碳化硅衬底sic