碳化硅之所以引人注目,是因?yàn)樗且环N寬帶隙技術(shù)。與傳統(tǒng)的硅基器件相比,SiC的擊穿場(chǎng)強(qiáng)是硅基器件的10倍,導(dǎo)熱系數(shù)是硅基器件的3倍,非常適合于高壓應(yīng)用,如電源、太陽(yáng)能逆變器、火車和風(fēng)力渦輪機(jī)。在另一個(gè)應(yīng)用中,碳化硅用于制造LED。比較大的增長(zhǎng)機(jī)會(huì)是汽車,尤其是電動(dòng)汽車?;赟iC的功率半導(dǎo)體用于電動(dòng)汽車的車載充電裝置,而該技術(shù)正在該系統(tǒng)的關(guān)鍵部件牽引逆變器中取得進(jìn)展。牽引逆變器向電機(jī)提供牽引力以推進(jìn)車輛。對(duì)于這種應(yīng)用,特斯拉正在一些車型中使用碳化硅動(dòng)力裝置,而其他電動(dòng)汽車制造商正在評(píng)估這項(xiàng)技術(shù)?!碑?dāng)人們討論碳化硅功率器件時(shí),汽車市場(chǎng)無(wú)疑是焦點(diǎn)?!柏S田(Toyota)和特斯拉(Tesla)等先驅(qū)者的SiC活動(dòng)給市場(chǎng)帶來(lái)了很多興奮和噪音?!盨iCMOSFET在汽車市場(chǎng)上具有潛力。但也存在一些挑戰(zhàn),如成本、長(zhǎng)期可靠性和模塊設(shè)計(jì)。 碳化硅襯底的的整體大概費(fèi)用是多少?蘇州進(jìn)口導(dǎo)電碳化硅襯底
碳化硅(SiC)由于其獨(dú)特的物理及電子特性,在一些應(yīng)用上成為比較好的半導(dǎo)體材料:短波長(zhǎng)光電元件,高溫,抗幅射以及高頻大功率元件,由于碳化硅的寬能級(jí),以其制成的電子元件可在極高溫下工作,可以抵受的電壓或電場(chǎng)八倍于硅或砷化鎵,特別適用于制造高壓大功率元件如高壓二極體。碳化硅是熱的良導(dǎo)體,導(dǎo)熱特性優(yōu)于任何其他半導(dǎo)體材料。碳化硅優(yōu)良的特性使其在工業(yè)和上有很大的應(yīng)用范圍。并且,為降低器件成本,下游產(chǎn)業(yè)對(duì)SiC單晶襯底提出了大尺寸的要求,目前國(guó)際市場(chǎng)上已有6英寸(150毫米)產(chǎn)品,預(yù)計(jì)市場(chǎng)份額將逐年增大。當(dāng)前世界上研發(fā)碳化硅器件的主要有美國(guó)、德國(guó)、瑞士、日本等國(guó)家,但直到現(xiàn)在碳化硅的工業(yè)應(yīng)用主要是作為磨料(金剛砂)使用。瑞士ABB曾經(jīng)一度成功開發(fā)出碳化硅二極管,然而在2002年,由于工藝?yán)щy、前景不明,ABB終止了碳化硅項(xiàng)目,可見研發(fā)難度之大。半導(dǎo)體碳化硅襯底及芯片的重要戰(zhàn)略價(jià)值,使其始終穩(wěn)居美國(guó)商務(wù)部的禁運(yùn)名單,這也導(dǎo)致我國(guó)很難從國(guó)外獲得相應(yīng)產(chǎn)品。led碳化硅襯底進(jìn)口4寸導(dǎo)電質(zhì)量比較好的碳化硅襯底的公司。
碳化硅(SiC)半導(dǎo)體器件在航空、航天探測(cè)、核能開發(fā)、衛(wèi)星、石油和地?zé)徙@井勘探、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)等高溫(350~500oC)和抗輻射領(lǐng)域具有重要應(yīng)用; 高頻、高功率的碳化硅(SiC)器件在雷達(dá)、通信和廣播電視領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用前景;(目前航天和下屬的四家院所已有兩家開始使用,訂貨1億/年,另兩家還在進(jìn)行測(cè)試,在航天宇航碳化硅器件是不可取代的,可以抵御太空中強(qiáng)大的射線輻射及巨大的差,在核戰(zhàn)或強(qiáng)電磁干擾作用的時(shí)候,碳化硅電子器件的耐受能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于硅基器件,雷達(dá)、通信方面有重要作用
為何半絕緣型與導(dǎo)電型碳化硅襯底技術(shù)壁壘都比較高?PVT方法中SiC粉料純度對(duì)晶片質(zhì)量具有較大影響。粉料中一般含有極微量的氮(N),硼(B)、鋁(Al)、鐵(Fe)等雜質(zhì),其中氮是n型摻雜劑,在碳化硅中產(chǎn)生游離的電子,硼、鋁是p型摻雜劑,產(chǎn)生游離的空穴。為了制備n型導(dǎo)電碳化硅晶片,在生長(zhǎng)時(shí)需要通入氮?dú)?,讓它產(chǎn)生的一部分電子中和掉硼、鋁產(chǎn)生的空穴(即補(bǔ)償),另外的游離電子使碳化硅表現(xiàn)為n型導(dǎo)電。為了制備高阻不導(dǎo)電的碳化硅(半絕緣型),在生長(zhǎng)時(shí)需要加入釩(V)雜質(zhì),釩既可以產(chǎn)生電子,也可以產(chǎn)生空穴,讓它產(chǎn)生的電子中和掉硼、鋁產(chǎn)生的空穴(即補(bǔ)償),它產(chǎn)生的空穴中和掉氮產(chǎn)生的電子,所以所生長(zhǎng)的碳化硅幾乎沒有游離的電子、空穴,形成高阻不導(dǎo)電的晶片(半絕緣型)。摻釩工藝復(fù)雜,所以半絕緣碳化硅很難制備,成本很高。近年來(lái)也出現(xiàn)了通過(guò)點(diǎn)缺陷來(lái)實(shí)現(xiàn)高阻半絕緣碳化硅的方法。p型導(dǎo)電碳化硅也不容易制備,特別是低阻的p型碳化硅更不容易制備。 碳化硅襯底應(yīng)用于什么樣的場(chǎng)合?
SiC電子器件是微電子器件領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。SiC材料的擊穿電場(chǎng)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(diǎn)等原因,將它直接用于器件制造時(shí),性能不好。SiC襯底經(jīng)過(guò)外延之后,其表面缺點(diǎn)減少,晶格排列整齊,表面形貌良好,比襯底大為改觀,此時(shí)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(guò)50μm,摻雜濃度小于2×1015cm-3,載流子壽命大過(guò)1us。對(duì)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(dá)到100μm以上。高壓、大電流、高可靠性SiC電子器件的不斷發(fā)展對(duì)SiC外延薄膜提出了更多苛刻的要求,需要通過(guò)進(jìn)一步深入的研究提高厚外延生長(zhǎng)技術(shù)。哪家碳化硅襯底的質(zhì)量比較好。杭州碳化硅襯底4寸
如何區(qū)分碳化硅襯底的的質(zhì)量好壞。蘇州進(jìn)口導(dǎo)電碳化硅襯底
降低碳化硅襯底的成本的三個(gè)方法:1)做大尺寸:襯底的尺寸越大,邊緣的浪費(fèi)就越小,有利于進(jìn)一步降低芯片的成本。6英寸襯底面積為4英寸襯底的,相同的晶體制備時(shí)間內(nèi)襯底面積的倍數(shù)提升帶來(lái)襯底成本的大幅降低,與此同時(shí),單片襯底上制備的芯片數(shù)量隨著襯底尺寸增大而增多,單位芯片的成本也即隨之降低。2)提高材料使用效率:由于技術(shù)限制,長(zhǎng)晶時(shí)間很難縮短,而單位時(shí)間內(nèi)長(zhǎng)晶越厚成本越低,因此可以設(shè)法增加晶錠厚度;另一方面,目前的切割工藝很容易造成浪費(fèi),可以通過(guò)激光切割或其他技術(shù)手段減少切割損耗。3)提高良率:以山東天岳為例,碳化硅襯底產(chǎn)品良率逐年提升,綜合良率由30%提升至38%,國(guó)內(nèi)廠商良率情況普遍在40%左右,若能提升至60%-70%,碳化硅襯底生產(chǎn)成本將得到進(jìn)一步下降。 蘇州進(jìn)口導(dǎo)電碳化硅襯底
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