四川碳化硅衬底进口6寸导电

时间:2020年05月22日 来源:

  此外,碳化硅材料的重要用途还包括:微波器件衬底[3]、石墨烯外延衬底[4]、人工钻石。碳化硅(指半绝缘型)是射频微波器件的理想衬底材料,以之为衬底的微波器件其输出功率密度是砷化镓(GaAs)器件的10倍以上,工作频率达到100GHz以上,可以***提高雷达、通信、电子对抗以及智能武器的整体性能和可靠性,使用碳化硅基微波器件的雷达其测距由原来的80~100km提升到现在的超过300km。在碳化硅衬底上外延生长石墨烯,可望制造高性能的石墨烯集成电路,是当前国际研发的热点,IBM(美国)已经投入了巨资进行研发[5],并取得了重要进展,在半绝缘型碳化硅上创建了全球较早全功能石墨烯集成电路[6]。碳化硅晶体的硬度仅次于钻石,其明亮度、光泽度和火彩甚至超过了钻石,基于碳化硅的人工钻石(莫桑钻)也已经面市。SiC的热稳定性比较高。在常压下不会熔化。四川碳化硅衬底进口6寸导电

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。河南碳化硅衬底进口n型碳化硅可在超过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。

目前已出现了另一种碳化硅晶体生长方法,即采用高温化学气相沉积方法(HTCVD)。它是用气态的高纯碳源和硅源,在2 200℃左右合成碳化硅分子,然后在籽晶上凝聚生长,生长速率一般为0.5~1mm/h左右,略高于PVT法,也有研究机构可做到2mm/h的生长速率。气态的高纯碳源和硅源比高纯SiC粉末更容易获得,成本更低。由于气态源几乎没有杂质,因此,如果生长时不加入n型掺杂剂或p型掺杂剂,生长出的4H-SiC就是高纯半绝缘(HPSI)半导体。HPSI与SI是有区别的,前者载流子浓度3.5×1013~8×1015/cm3范围,具有较高的电子迁移率;后者同时进行n、p补偿,是高阻材料,电阻率很高,一般用于微波器件衬底,不导电。如果要生长n型掺杂或p型掺杂的4H-SiC也非常好控制,只要分别通入氮或者硼的气态源就可以实现,而且通过控制通入的氮或者硼的流量,就可以控制碳化硅晶体的导电强弱。目前瑞典的Norstel AB公司采用HTCVD商业化生产碳化硅衬底材料(n型、p型、H P S I型),它采用瑞典林雪平大学的生长技术,目前已有4英寸H P S I型4H - S i C衬底出售

SiC材料具有良好的电学特性和力学特性,是一种非常理想的可适应诸多恶劣环境的半导体材料。它禁带宽度较大,具有热传导率高、耐高温、抗腐蚀、化学稳定性高等特点,以其作为器件结构材料,可以得到耐高温、耐高压和抗腐蚀的SiC-MEMS器件,具有广阔的市场和应用前景。同时SiC陶瓷具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性。因此,是当前**有前途的结构陶瓷之一,并且已在许多高技术领域(如空间技术、核物理等)及基础产业(如石油化工、机械、车辆、造船等)得到应用,用作精密轴承、密封件、气轮机转子、喷嘴、热交换器部件及原子核反应堆材料等。如利用多层多晶碳化硅表面微机械工艺制作的微型电动机,可以在490℃以上的高温环境下稳定工作。但是SiC体单晶须在高温下生长,掺杂难于控制,晶体中存在缺点,特别是微管道缺点无法消除,而且SiC体单晶非常昂贵,因此发展低温制备SiC薄膜技术对于SiC器件的实际应用有重大意义。碳化硅(SIC)是半导体界公认的“一种未来的材料”。

碳化硅早在1842年就被发现了,但直到1955年,飞利浦(荷兰)实验室的Lely才开发出生长***碳化硅晶体材料的方法。到了1987年,商业化生产的SiC衬底进入市场,进入21世纪后,SiC衬底的商业应用才算***铺开。碳化硅分为立方相(闪锌矿结构)、六方相(纤锌矿结构)和菱方相3大类共260多种结构,目前只有六方相中的4H-SiC、6H-SiC才有商业价值,美国科锐(Cree)等公司已经批量生产这类衬底。立方相(3C-SiC)还不能获得有商业价值的成品。碳化硅材料的重要用途还包括:微波器件衬底、石墨烯外延衬底。四川碳化硅衬底进口6寸导电

功率半导体器件是实现电力控制的关键,与Si相比,碳化硅半导体非常适合制作功率器件。四川碳化硅衬底进口6寸导电

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。四川碳化硅衬底进口6寸导电

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