碳化硅(SiC)是第三代化合物半導體材料。半導體產業的基石是芯片,制作芯片的材料按照歷史進程分為:代半導體材料(大部分為目前使用的高純度硅),第二代化合物半導體材料(砷化鎵、磷化銦),第三代化合物半導體材料(碳化硅、氮化鎵)。碳化硅因其優越的物理性能:高禁帶寬度(對應高擊穿電場和高功率密度)、高電導率、高熱導率,將是未來被使用的制作半導體芯片的基礎材料。從產業格局看,目前全球SiC產業格局呈現美國、歐洲、日本三足鼎立態勢。其中美國全球獨大,占有全球SiC產量的70%~80%,碳化硅晶圓市場CREE一家市占率高達6成之多;歐洲擁有完整的SiC襯底、外延、器件以及應用產業鏈,在全球電力電子市場擁有強大的話語權;日本是設備和模塊開發方面的者。 蘇州好的碳化硅襯底的公司。河南進口n型碳化硅襯底
SiC產業鏈包括上游的襯底和外延環節、中游的器件和模塊制造環節,以及下游的應用環節。其中襯底的制造是產業鏈技術壁壘比較高、價值量比較大環節,是未來SiC大規模產業化推進的。1)襯底:價值量占比46%,為的環節。由SiC粉經過長晶、加工、切割、研磨、拋光、清洗環節終形成襯底。其中SiC晶體的生長為工藝,難點在提升良率。類型可分為導電型、和半絕緣型襯底,分別用于功率和射頻器件領域。外延:價值量占比 23%。本質是在襯底上面再覆蓋一層薄膜以滿足器件生產的條件。 具體分為:導電型 SiC 襯底用于 SiC 外延,進而生產功率器件用于電動汽車以及新 能源等領域。半絕緣型 SiC 襯底用于氮化鎵外延,進而生產射頻器件用于 5G 通信等 領域。浙江4寸sic碳化硅襯底使用 碳化硅襯底的需要什么條件。
隨著電力電子變換系統對于效率和體積提出更高的要求,SiC(碳化硅)將會是越來越合適的半導體器件。尤其針對光伏逆變器和UPS應用,SiC器件是實現其高功率密度的一種非常有效的手段。由于SiC相對于Si的一些獨特性,對于SiC技術的研究,可以追溯到上世界70年代。簡單來說,SiC主要在以下3個方面具有明顯的優勢:擊穿電壓強度高(10倍于Si)更寬的能帶隙(3倍于Si)熱導率高(3倍于Si)這些特性使得SiC器件更適合應用在高功率密度、高開關頻率的場合。當然,這些特性也使得大規模生產面臨一些障礙,直到2000年初單晶SiC晶片出現才開始逐步量產。目前標準的是4英寸晶片,但是接下來6英寸晶片也要誕生,這會導致成本有顯著的下降。而相比之下,當今12英寸的Si晶片已經很普遍,如果預測沒有問題的話,接下來4到5年的時間18英寸的Si晶片也會出現。
SiC晶體的獲得早是用AchesonZ工藝將石英砂與C混合放入管式爐中2600℃反應生成,這種方法只能得到尺寸很小的多晶SiC。至1955年,Lely用無籽晶升華法生長出了針狀3C-SiC孿晶,由此奠定了SiC的發展基礎。20世紀80年代初Tairov等采用改進的升華工藝生長出SiC晶體,SiC作為一種實用半導體開始引起人們的研究興趣,國際上一些先進國家和研究機構都投入巨資進行SiC研究。20世紀90年代初,Cree Research Inc用改進的Lely法生長6H-SiC晶片并實現商品化,并于1994年制備出4H-SiC晶片。這一突破性進展立即掀起了SiC晶體及相關技術研究的熱潮。目前實現商業化的SiC晶片只有4H-和6H-型,且均采用PVD技術,以美國CreeResearch Inc為**。采用此法已逐步提高SiC晶體的質量和直徑達7.5cm,目前晶圓直徑已超過10cm,比較大有用面積達到40mm2,微導管密度已下降到小于0.1/cm2。碳化硅襯底的的性價比、質量哪家比較好?
SiC電子器件是微電子器件領域的研究熱點之一。SiC材料的擊穿電場有4MV/cm,很適合于制造高壓功率器件的有源層。而由于SiC襯底存在缺點等原因,將它直接用于器件制造時,性能不好。SiC襯底經過外延之后,其表面缺點減少,晶格排列整齊,表面形貌良好,比襯底大為改觀,此時將其用于制造器件可以提高器件的性能。為了提高擊穿電壓,厚的外延層、好的表面形貌和較低的摻雜濃度是必需的。一些高壓雙極性器件,需外延膜的厚度超過50μm,摻雜濃度小于2×1015cm-3,載流子壽命大過1us。對于高反壓大功率器件,需要要在4H-SiC襯底上外延一層很厚的、低摻雜濃度的外延層。為了制作10KW的大功率器件,外延層厚度要達到100μm以上。高壓、大電流、高可靠性SiC電子器件的不斷發展對SiC外延薄膜提出了更多苛刻的要求,需要通過進一步深入的研究提高厚外延生長技術。哪家的碳化硅襯底成本價比較低?深圳碳化硅襯底4寸
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SiC由Si原子和C原子組成,其晶體結構具有同質多型體的特點,在半導體領域常見的是具有立方閃鋅礦結構的3C-SiC和六方纖鋅礦結構的4H-SiC和6H-SiC。21世紀以來以Si為基本材料的微電子機械系統(MEMS)已有長足的發展,隨著MEMS應用領域的不斷擴展,Si材料本身的性能局限性制約了Si基MEMS在高溫、高頻、強輻射及化學腐蝕等極端條件下的應用。因此尋找Si的新型替代材料正日益受到重視。在眾多半導體材料中,SiC的機械強度、熱學性能、抗腐蝕性、耐磨性等方面具有明顯的優勢,且與IC工藝兼容,故而在極端條件的MEMS應用中,成為Si的優先替代材料。河南進口n型碳化硅襯底
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