碳化硅(SiC)是第三代化合物半导体材料。半导体产业的基石是芯片,制作芯片的材料按照历史进程分为:代半导体材料(大部分为目前使用的高纯度硅),第二代化合物半导体材料(砷化镓、磷化铟),第三代化合物半导体材料(碳化硅、氮化镓)。碳化硅因其优越的物理性能:高禁带宽度(对应高击穿电场和高功率密度)、高电导率、高热导率,将是未来被使用的制作半导体芯片的基础材料。从产业格局看,目前全球SiC产业格局呈现美国、欧洲、日本三足鼎立态势。其中美国全球独大,占有全球SiC产量的70%~80%,碳化硅晶圆市场CREE一家市占率高达6成之多;欧洲拥有完整的SiC衬底、外延、器件以及应用产业链,在全球电力电子市场拥有强大的话语权;日本是设备和模块开发方面的者。 碳化硅衬底公司的联系方式。上海碳化硅衬底进口6寸
不同的SiC多型体在半导体特性方面表现出各自的特性。利用SiC的这一特点可以制作SiC不同多型体间晶格完全匹配的异质复合结构和超晶格,从而获得性能较好的器件.其中6H-SiC结构**为稳定,适用于制造光电子器件:p-SiC比6H-SiC活泼,其电子迁移率比较高,饱和电子漂移速度**快,击穿电场**强,较适宜于制造高温、大功率、高频器件,及其它薄膜材料(如A1N、GaN、金刚石等)的衬底和X射线的掩膜等。而且,β-SiC薄膜能在同属立方晶系的Si衬底上生长,而Si衬底由于其面积大、质量高、价格低,可与Si的平面工艺相兼容,所以后续PECVD制备的SiC薄膜主要是β-SiC薄膜[2]。杭州碳化硅衬底4寸碳化硅衬底的适用人群有哪些?
那氮化镓外延层为啥也要在碳化硅单晶衬底上长呢?理论上讲,氮化镓外延层比较好当然用本身氮化镓的单晶衬底,不过在之前的文章中也有提到,氮化镓的单晶实在是太难做了点,不仅反应过程难以控制、长得特别慢,而且面积较小、价格昂贵,商业化很是困难,而碳化硅和氮化镓有着超过95%的晶格适配度,性能指标远超其他衬底材料(如蓝宝石、硅、砷化镓等),因此碳化硅基氮化镓外延片成为比较好选择。综上所述,很容易理解为何碳化硅在业内会有“黄金赛道”这样的美称。对于碳化硅器件而言,其价值链可分为衬底—外延—晶圆—器件,其中衬底所占的成本比较高为50%——主要原因单晶生长缓慢且品质不够稳定,这也是早年时SiC没能得到的推广的主要原因。不过如今随着技术缺陷不断得到补足,碳化硅单晶衬底的成本正不断下降,可预期未来会是“钱”景无限。以下是国内部分碳化硅衬底供应商名单。
以碳化硅为的第三代半导体材料,被誉为继硅材料之后有前景的半导体材料之一,与硅材料相比,以碳化硅晶片为衬造的半导体器件具备高功率、耐高压/高温、高频、低能耗、抗辐射能力强等优点,可广泛应用于半导体功率器件和5G通讯等领域。按照衬底电学性能的不同,碳化硅衬底可分为两类:一类是具有高电阻率(电阻率≥105Ω·cm)的半绝缘型碳化硅衬底,另一类是低电阻率(电阻率区间为15~30mΩ·cm)的导电型碳化硅衬底。半绝缘型碳化硅衬底主要应用于制造氮化镓射频器件,导电型碳化硅衬底主要应用于制造功率器件。与硅片一样,碳化硅衬底的尺寸主要有2英寸(50mm)、3英寸(75mm)、4英寸(100mm)、6英寸(150mm)、8英寸(200mm)等规格,正在不断向大尺寸的方向发展。 碳化硅衬底应用于什么样的场合?
为何半绝缘型与导电型碳化硅衬底技术壁垒都比较高?PVT方法中SiC粉料纯度对晶片质量具有较大影响。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)。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陷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。 质量比较好的碳化硅衬底的公司。河北进口n型碳化硅衬底
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碳化硅衬底主要有导电型及半绝缘型两种。其中,在导电型碳化硅衬底上生长碳化硅外延层制得碳化硅外延片,可进一步制成碳化硅功率器件,应用于新能源汽车、光伏发电、轨道交通、智能电网、航空航天等领域;在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层可以制得碳化硅基氮化镓外延片,可进一步制成微波射频器件,应用于5G通讯、雷达等领域。中国碳化硅衬底领域的研究从20世纪90年代末开始,在行业发展初期受到技术水平、设备规模产能的限制,未能进入工业化生产。21世纪,中国企业历经20年的研发与摸索,已经掌握了2-6英寸碳化硅衬底的生产加工技术。上海碳化硅衬底进口6寸
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