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半絕緣碳化硅襯底外延加工

來源: 發(fā)布時間:2023-02-18

    以碳化硅為的第三代半導體材料,被譽為繼硅材料之后有前景的半導體材料之一,與硅材料相比,以碳化硅晶片為襯造的半導體器件具備高功率、耐高壓/高溫、高頻、低能耗、抗輻射能力強等優(yōu)點,可廣泛應用于半導體功率器件和5G通訊等領域。按照襯底電學性能的不同,碳化硅襯底可分為兩類:一類是具有高電阻率(電阻率≥105Ω·cm)的半絕緣型碳化硅襯底,另一類是低電阻率(電阻率區(qū)間為15~30mΩ·cm)的導電型碳化硅襯底。半絕緣型碳化硅襯底主要應用于制造氮化鎵射頻器件,導電型碳化硅襯底主要應用于制造功率器件。與硅片一樣,碳化硅襯底的尺寸主要有2英寸(50mm)、3英寸(75mm)、4英寸(100mm)、6英寸(150mm)、8英寸(200mm)等規(guī)格,正在不斷向大尺寸的方向發(fā)展。 哪家碳化硅襯底質(zhì)量比較好一點?半絕緣碳化硅襯底外延加工

從襯底的下游晶圓與器件來看,大量生產(chǎn)廠家仍然位于日本、歐洲與美國;但國內(nèi)生產(chǎn)廠家在襯底領域已經(jīng)擁有了一定的市場份額。根據(jù)Yole數(shù)據(jù),在2020年半絕緣型碳化硅襯底市場中,貳陸公司(II-IV)、科銳公司(Cree)以及天岳先進依次占據(jù)甲的位置,市場份額分別為35%、33%和30%,市場高度集中。從資金來看,國內(nèi)第三代半導體投資力度高企,力爭追趕國際廠商。根據(jù)CASA披露的數(shù)據(jù)顯示,2018年至今,國內(nèi)廠商始終加強布局第三代半導體產(chǎn)業(yè),2020年共有24筆投資擴產(chǎn)項目,增產(chǎn)投資金額超過694億元,其中碳化硅領域共17筆、投資550億元。進口6寸led碳化硅襯底碳化硅襯底的類別一般有哪些?

    為何半絕緣型與導電型碳化硅襯底技術壁壘都比較高?PVT方法中SiC粉料純度對晶片質(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型導電碳化硅晶片,在生長時需要通入氮氣,讓它產(chǎn)生的一部分電子中和掉硼、鋁產(chǎn)生的空穴(即補償),另外的游離電子使碳化硅表現(xiàn)為n型導電。為了制備高阻不導電的碳化硅(半絕緣型),在生長時需要加入釩(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(即補償),它產(chǎn)生的空穴中和掉氮產(chǎn)生的電子,所以所生長的碳化硅幾乎沒有游離的電子、空穴,形成高阻不導電的晶片(半絕緣型)。摻釩工藝復雜,所以半絕緣碳化硅很難制備,成本很高。近年來也出現(xiàn)了通過點缺陷來實現(xiàn)高阻半絕緣碳化硅的方法。p型導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。

“實際上,它們是電動開關?!拔覀兛梢赃x擇這些電子開關的技術,它們可以啟用和禁用各種電機繞組,并有效地使電機旋轉(zhuǎn)?!庇糜诖斯δ艿漠斚铝餍械碾娮影雽w開關稱為IGBT。90%以上的汽車制造商都在使用它們。它們是根據(jù)需要將電池電流轉(zhuǎn)換成電機的低價的方法?!边@就是業(yè)界瞄準SiCMOSFET的地方,SiCMOSFET的開關速度比IGBT快?!?STMicroelectronics寬帶隙和功率射頻業(yè)務部門主管說:“SiCMOSFET)還可以降低開關損耗,同時降低中低功率水平下的傳導損耗。”它們可以以四倍于IGBT的頻率以相同的效率工作,由于更小的無源器件和更少的外部元件,從而降低了重量、尺寸和成本。因此,與硅解決方案相比,SiCMOSFET可將效率提高90%?!笔裁吹胤叫枰褂?碳化硅襯底。

到2023年,SiC功率半導體市場預計將達到15億美元。SiC器件的供應商包括富士、英飛凌、利特弗斯、三菱、安半導體、意法半導體、Rohm、東芝和Wolfspeed。Wolfspeed是CREE的一部分。電力電子在世界電力基礎設施中發(fā)揮著關鍵作用。該技術用于工業(yè)(電機驅(qū)動)、交通(汽車、火車)、計算(電源)和可再生能源(太陽能、風能)。電力電子設備在系統(tǒng)中轉(zhuǎn)換或轉(zhuǎn)換交流電和直流電(AC和DC)。對于這些應用,行業(yè)使用各種功率半導體。一些半功率晶體管是晶體管,在系統(tǒng)中用作開關。它們允許電源在“開啟”狀態(tài)動,并在“關閉”狀態(tài)下停止。哪家公司的碳化硅襯底的有售后?成都碳化硅襯底6寸led

哪家的碳化硅襯底性價比比較高?半絕緣碳化硅襯底外延加工

SiC碳化硅是制作高溫、高頻、大功率、高壓器件的理想材料之一:由碳元素和硅元素組成的一種化合物半導體材料。相比傳統(tǒng)的硅材料(Si),碳化硅(SiC)的禁帶寬度是硅的3倍;導熱率為硅的4-5倍;擊穿電壓為硅的8-10倍;電子飽和漂移速率為硅的2-3倍。優(yōu)勢體現(xiàn)在:1)耐高壓特性:更低的阻抗、禁帶寬度更寬,能承受更大的電流和電壓,帶來更小尺寸的產(chǎn)品設計和更高的效率;2)耐高頻特性:SiC器件在關斷過程中不存在電流拖尾現(xiàn)象,能有效提高元件的開關速度(大約是Si的3-10倍),適用于更高頻率和更快的開關速度;3)耐高溫特性:SiC相較硅擁有更高的熱導率,能在更高溫度下工作。半絕緣碳化硅襯底外延加工

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