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北京6寸导电碳化硅衬底

来源: 发布时间:2022年04月05日

PVT方法中SiC粉料纯度对晶片质量影响很大。粉料中一般含有极微量的氮(N),硼(B)、铝(Al)、铁(Fe)等杂质,其中氮是n型掺杂剂,在碳化硅中产生游离的电子,硼、铝是p型掺杂剂,产生游离的空穴。为了制备n型导电碳化硅晶片,在生长时需要通入氮气,让它产生的一部分电子中和掉硼、铝产生的空穴(即补偿),另外的游离电子使碳化硅表现为n型导电。为了制备高阻不导电的碳化硅(半绝缘型),在生长时需要加入钒(V)杂质,钒既可以产生电子,也可以产生空穴,让它产生的电子中和掉硼、铝产生的空穴(即补偿),它产生的空穴中和掉氮产生的电子,所以所生长的碳化硅几乎没有游离的电子、空穴,形成高阻不导电的晶片(半绝缘型,SI)。掺钒工艺复杂,所以半绝缘碳化硅很难制备,成本很高。近年来也出现了通过点缺点来实现高阻半绝缘碳化硅的方法。p型导电碳化硅也不容易制备,特别是低阻的p型碳化硅更不容易制备。虽然对于半绝缘型和p型导电碳化硅晶片的需求量日益增长,但是由于掺杂量和杂质原子分布不易控制等技术难度以及成本原因,即使是Cree也采用限量供应的方式出货,其他厂商基本不提供这类碳化硅的批量供应。碳化硅非常适合用作新一代发光二极管(LED)衬底材料、大功率电力电子材料。北京6寸导电碳化硅衬底

    碳化硅衬备技术包括PVT法(物相传输法)、溶液法和HTCVD法(高温气相化学沉积法)等,目前国际上基本采用PVT法制备碳化硅单晶。SiC单晶生长经历3个阶段,分别是Acheson法、Lely法、改良Lely法。利用SiC高温升华分解特性,可采用升华法即Lely法来生长SiC晶体,它是把SiC粉料放在石墨坩埚和多孔石墨管之间,在惰性气体(氩气)环境温度为2500℃的条件下进行升华生长,可以生成片状SiC晶体。但Lely法为自发成核生长方法,较难控制所生长SiC晶体的晶型,且得到的晶体尺寸很小,后来又出现了改良的Lely法,即PVT法(物相传输法),其优点在于:采用SiC籽晶控制所生长晶体的晶型,克服了Lely法自发成核生长的缺点,可得到单一晶型的SiC单晶,且可生长较大尺寸的SiC单晶。 青岛4寸导电碳化硅衬底采用碳化硅作衬底的LED器件亮度更高、能耗更低、寿命更长、单位芯片面积更小。

碳化硅属于第三代半导体材料,在低功耗、小型化、高压、高频的应用场景有极大优势。第三代半导体材料以碳化硅、氮化镓为,与前两代半导体材料相比比较大的优势是较宽的禁带宽度,保证了其可击穿更高的电场强度,适合制备耐高压、高频的功率器件。碳化硅产业链分为衬底材料制备、外延层生长、器件制造以及下游应用。通常采用物相传输法(PVT法)制备碳化硅单晶,再在衬底上使用化学气相沉积法(CVD法)等生成外延片,制成相关器件。在SiC器件的产业链中,由于衬造工艺难度大,产业链价值量主要集中于上游衬底环节。

碳化硅是技术密集型行业,对研发人员操作经验、资金投入有较高要求。国际巨头半导体公司研发早于国内公司数十年,提前完成了技术积累工作。因此,国内企业存在人才匮乏、技术水平较低的困难,制约了半导体行业的产业化进程发展。而在碳化硅第三代半导体产业中,行业整体处于产业化初期,中国企业与海外企业的差距明显缩小。受益于中国5G通讯、新能源等新兴产业的技术水平、产业化规模的地位,国内碳化硅器件巨大的应用市场空间驱动上游半导体行业快速发展,国内碳化硅厂商具有自身优势。在全球半导体材料供应不足的背景下,国际企业纷纷提出碳化硅产能扩张计划并保持高研发投入。同时,国内本土SiC厂家加速碳化硅领域布局,把握发展机会,追赶国际企业。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。

碳化硅半导体广泛应用于制造领域!众所周知,碳化硅半导体功率器件可以应用在新能源领域。“现在我们新能源汽车所用的电可能还有煤电,未来光伏发电就会占有更多比重,甚至全部使用光伏发电。”中科院院士欧阳明高曾在一次讨论会上这样说过,光伏需要新能源汽车来消费储能,而新能源汽车也需要完全的可再生能源。下一步两者的结合将形成新的增长点。在欧阳院士提到的三种主要应用“光伏逆变器+储能装置+新能源汽车”中,碳化硅(SiC)MOSFET功率器件都是不可或缺的重要半导体器件。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。杭州碳化硅衬底进口6寸

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。北京6寸导电碳化硅衬底

半导体材料是碳化硅相当有前景的应用领域之一,碳化硅是目前发展成熟的第三代半导体材料。随着生产成本的降低,SiC半导体正在逐步取代一、二代半导体。碳化硅半导体产业链主要包括碳化硅高纯粉料、单晶衬底、外延片、功率器件、模块封装和终端应用等环节。在第三代半导体应用中,碳化硅半导体的优势在于可与氮化镓半导体互补,氮化镓半导体材料的市场应用领域集中在1000V以下,偏向中低电压范围,目前商业碳化硅半导体产品电压等级为600~1700V。由于SiC器件高转换效率、低发热特性和轻量化等优势,下业需求持续增加,有取代SiO2器件的趋势。北京6寸导电碳化硅衬底

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