碳化硅sic的電學(xué)性質(zhì)      

SiC的臨界擊穿電場(chǎng)比常用半導(dǎo)體Si和GaAs都大很多，這說(shuō)明SiC材料制作的器件可承受很大的外加電壓，具備很好的耐高特性。另外，擊穿電場(chǎng)和熱導(dǎo)率決定器件的最大功率傳輸能力。擊穿電場(chǎng)對(duì)直流偏壓轉(zhuǎn)換為射頻功率給出一個(gè)基本的界限，而熱導(dǎo)率決定了器件獲得恒定直流功率的難易程度。SiC具有優(yōu)于Si和GaAs的高溫工作特性，因?yàn)镾iC的熱導(dǎo)率和擊穿電場(chǎng)均高出Si，GaAs好幾倍，帶隙也是GaAs，Si的兩三倍。      

電子遷移率和空穴遷移率表示單位電場(chǎng)下載流子的漂移速度，是器件很重要的參數(shù)，會(huì)影響到微波器件跨導(dǎo)、FET的輸出增益、功率FET的導(dǎo)通電阻以及其他參數(shù)。4H-SiC電子遷移率較大，但各向異性較弱；6H-SiC電子遷移率較小，但各向異性強(qiáng)。 6H-SiC結(jié)構(gòu)**為穩(wěn)定，適用于制造光電子器件。廣東n型碳化硅襯底

國(guó)內(nèi)通過(guò)自行研制、或引進(jìn)生產(chǎn)設(shè)備涉足SiC晶體生產(chǎn)的研究機(jī)構(gòu)與企業(yè)越來(lái)越多，許多企業(yè)引進(jìn)外延設(shè)備進(jìn)行商業(yè)化生產(chǎn)，形成初始規(guī)模的SiC產(chǎn)業(yè)鏈。        雖然目前SiC器件的研究已經(jīng)取得了矚目的成果，但是SiC材料還沒(méi)有發(fā)揮其比較大性能。近幾年，利用PVT法和CVD法，采用緩沖層、臺(tái)階控制外延及位置競(jìng)爭(zhēng)等技術(shù)生長(zhǎng)SiC薄膜質(zhì)量已經(jīng)取得了驚人的進(jìn)步，且實(shí)現(xiàn)了可控?fù)诫s。但晶體中仍含有大量的微管、位錯(cuò)和層錯(cuò)等缺點(diǎn)，嚴(yán)重限制了SiC芯片成品率及大電流需求。SiC電力電子器件要想應(yīng)用于牽**域，單個(gè)芯片面積必須要在1.2cm2以上，以保證100A以上的通流能力，降低多芯片并聯(lián)產(chǎn)生的寄生參數(shù)。因此，SiC材料必須解決上述缺點(diǎn)問(wèn)題，SiC器件才有可能在牽**域批量應(yīng)用。廣東n型碳化硅襯底碳化硅材料的重要用途還包括：微波器件襯底、石墨烯外延襯底。

碳化硅被譽(yù)為下一代半導(dǎo)體材料，因?yàn)槠渚哂斜姸鄡?yōu)異的物理化學(xué)特性，被廣泛應(yīng)用于光電器件、高頻大功率、高溫電子器件。本文闡述了SiC研究進(jìn)展及應(yīng)用前景，從光學(xué)性質(zhì)、電學(xué)性質(zhì)、熱穩(wěn)定性、化學(xué)性質(zhì)、硬度和耐磨性、摻雜物六個(gè)方面介紹了SiC的性能。SiC有高的硬度與熱穩(wěn)定性,穩(wěn)定的結(jié)構(gòu),大的禁帶寬度 ,高的熱導(dǎo)率,優(yōu)異的電學(xué)性能。同時(shí)介紹了SiC的制備方法：物***相沉積法和化學(xué)氣相沉積法，以及SiC薄膜表征手段。包括X射線衍射譜、傅里葉紅外光譜、拉曼光譜、X射線光電子能譜等。***講了SiC的光學(xué)性能和電學(xué)性能以及參雜SiC薄膜的光學(xué)性能研究進(jìn)展。

    碳化硅（SiliconCarbide）是C元素和Si元素形成的化合物，目前已發(fā)現(xiàn)的碳化硅同質(zhì)異型晶體結(jié)構(gòu)有200多種，其中六方結(jié)構(gòu)的4H型SiC（4H-SiC）具有高臨界擊穿電場(chǎng)、高電子遷移率的優(yōu)勢(shì)，是制造高壓、高溫、抗輻照功率半導(dǎo)體器件的優(yōu)良半導(dǎo)體材料，也是目前綜合性能比較好、商品化程度比較高、技術(shù)**成熟的第三代半導(dǎo)體材料，與硅材料的物理性能對(duì)比，主要特性包括：（1）臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度是硅材料近10倍；（2）熱導(dǎo)率高，超過(guò)硅材料的3倍；（3）飽和電子漂移速度高，是硅材料的2倍；（4）抗輻照和化學(xué)穩(wěn)定性好；（5）與硅材料一樣，可以直接采用熱氧化工藝在表面生長(zhǎng)二氧化硅絕緣層。碳化硅功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈主要包含單晶材料、外延材料、器件、模塊和應(yīng)用這幾個(gè)環(huán)節(jié)。其中，單晶材料是碳化硅功率半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ)，主要技術(shù)指標(biāo)有單晶直徑、微管密度、單晶電阻率、表面粗糙度、翹曲度等；外延材料是實(shí)現(xiàn)器件制造的關(guān)鍵，主要技術(shù)指標(biāo)有外延片直徑、外延層厚度、外延層摻雜濃度和表面缺點(diǎn)密度等；器件是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的**，主要技術(shù)指標(biāo)有阻斷電壓、單芯片導(dǎo)通電流/電阻、阻斷狀態(tài)的漏電流、工作溫度等；模塊是實(shí)現(xiàn)器件應(yīng)用的橋梁。碳化硅的硬度很大，具有優(yōu)良的導(dǎo)熱和導(dǎo)電性能，高溫時(shí)能抗氧化。

SiC是**早發(fā)現(xiàn)的半導(dǎo)體材料之一。早在1824年，瑞典科學(xué)家Berzelius在試圖合成金剛石時(shí)偶然發(fā)現(xiàn)了SiC，***揭示了C-Si鍵存在的可能性。直到1885年，Acheson才***次使用焦炭與硅石混合在電熔爐中高溫加熱獲得SiC單晶。但得到的SiC雜質(zhì)濃度較高，結(jié)晶完整性較差，同時(shí)SiC的結(jié)晶形態(tài)繁多，根本無(wú)法用于制造電子器件。1955年，荷蘭飛利浦研究室的Lely***在實(shí)驗(yàn)室中用升華氣體再結(jié)晶的方法制成雜質(zhì)數(shù)量和種類可控制的、具有足夠尺寸的SiC單晶，

由此奠定了碳化硅的發(fā)展基礎(chǔ)。在此基礎(chǔ)上，前蘇聯(lián)科學(xué)家Tariov和Tsvetkov等人于1 978年提出利用籽晶升華法(seeded sublimation method)生長(zhǎng)SiC單晶，即所謂“改進(jìn)的Lely法”(modified Lely method)或物***相傳輸法(physical vapor transport，PVT)，從根本上克服了液相生長(zhǎng)SiC比較困難這一障礙。1987年，專門從事SiC半導(dǎo)體研究工作的Cree公司成立，并于1994年制備出4H-SiC晶片。隨后，SiC器件的制造工藝，如離子注入、氧化、刻蝕、金屬．半導(dǎo)體接觸等取得了重大進(jìn)展，從而掀起了SiC材料、器件及相關(guān)技術(shù)研究的熱潮，并取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。 碳化硅半導(dǎo)體（這里指4H-SiC）是新一代寬禁帶半導(dǎo)體。廣東n型碳化硅襯底

功率半導(dǎo)體器件是實(shí)現(xiàn)電力控制的關(guān)鍵，與Si相比，碳化硅半導(dǎo)體非常適合制作功率器件。廣東n型碳化硅襯底

國(guó)際上基本上采用PVT法制備碳化硅單晶。目前能提供4H-SiC晶片的企業(yè)主要集中在歐美和日本。其中Cree產(chǎn)量占全球市場(chǎng)的85%以上，占領(lǐng)著SiC晶體生長(zhǎng)及相關(guān)器件制作研究的前沿。目前，Cree的6英寸SiC晶片已經(jīng)商品化，可以小批量供貨。此外，國(guó)內(nèi)外還有一些初具規(guī)模的SiC晶片供應(yīng)商，年銷售量在1萬(wàn)片上下。Cree生產(chǎn)的SiC晶片有80%以上是自已消化的，用于LED襯底材料，所以Cree是全球***一家大量生產(chǎn)SiC基LED器件的公司，這個(gè)業(yè)務(wù)使得它的市場(chǎng)表現(xiàn)突出，公司市盈率長(zhǎng)期居于高位廣東n型碳化硅襯底

蘇州豪麥瑞材料科技有限公司是一家貿(mào)易型類企業(yè)，積極探索行業(yè)發(fā)展，努力實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新。豪麥瑞材料科技是一家私營(yíng)有限責(zé)任公司企業(yè)，一直“以人為本，服務(wù)于社會(huì)”的經(jīng)營(yíng)理念;“誠(chéng)守信譽(yù)，持續(xù)發(fā)展”的質(zhì)量方針。公司始終堅(jiān)持客戶需求優(yōu)先的原則，致力于提供高質(zhì)量的陶瓷研磨球，碳化硅，陶瓷精加工，拋光液。豪麥瑞材料科技自成立以來(lái)，一直堅(jiān)持走正規(guī)化、專業(yè)化路線，得到了廣大客戶及社會(huì)各界的普遍認(rèn)可與大力支持。