SiC产业链包括上游的衬底和外延环节、中游的器件和模块制造环节,以及下游的应用环节。其中衬底的制造是产业链技术壁垒比较高、价值量比较大环节,是未来SiC大规模产业化推进的。1)衬底:价值量占比46%,为的环节。由SiC粉经过长晶、加工、切割、研磨、抛光、清洗环节终形成衬底。其中SiC晶体的生长为工艺,难点在提升良率。类型可分为导电型、和半绝缘型衬底,分别用于功率和射频器件领域。外延:价值量占比 23%。本质是在衬底上面再覆盖一层薄膜以满足器件生产的条件。 具体分为:导电型 SiC 衬底用于 SiC 外延,进而生产功率器件用于电动汽车以及新 能源等领域。半绝缘型 SiC 衬底用于氮化镓外延,进而生产射频器件用于 5G 通信等 领域。性价比高的碳化硅衬底的公司。河北碳化硅衬底6寸n型
现在,SiC材料正在大举进入功率半导体领域。一些**的半导体器件厂商,如罗姆(ROHM)株式会社、英飞凌科技公司、Cree、飞兆国际电子有限公司等都在开发自己的SiC功率器件。英飞凌科技公司在今年推出了第5代SiC肖特基势垒二极管,它结合了第3代产品的低容性电荷(Qc)特性与第2代产品中的低正向电压(Vf)特性,使PFC电路达到**高效率水平,击穿电压则达到了650V。飞兆半导体发布了SiCBJT,实现了1200V的耐压,传导和开关损耗相对于传统的Si器件降低了30%~50%,从而能够在相同尺寸的系统中实现高达40%的输出功率提升。ROHM公司则推出了1200V的第2代SiC制MOSFET产品,实现了SiC-SBD与SiC-MOSFET的一体化封装,与Si-IGBT相比,工作损耗降低了70%,并可达到50kHz以上的开关频率。值得一提的是,IGBT的驱动比较复杂,如果使用SiC基的MOSFET,则能使系统开发的难度大为降低。SiC的市场颇为看好,根据预测,到2022年,市场规模将达到40亿美元,年平均复合增长率可达到45%上海进口4寸半绝缘碳化硅衬底如何区分碳化硅衬底的的质量好坏。
碳化硅SiC的应用前景由于SiC具有上述众多优异的物理化学性质,不仅能够作为一种良好的高温结构材料,也是一种理想的高温半导体材料。近20年,伴随薄膜制备技术的高速发展,SiC薄膜已经被***应用于保护涂层、光致发光、场效应晶体管、薄膜发光二极管以及非晶Si太阳能电池的窗口材料等。另外,作为结构材料的SiC薄膜还被认为是核聚变堆中比较好的防护材料,在不锈钢基体上沉积一层SiC薄膜,可以**地降低氚的渗透率,并保持聚变反应的稳定性。总结起来,SiC具有以下几个方面的应用:(1)高的硬度与热稳定性,可用于***涂层;(2)稳定的结构,在核反应技术中用作核聚变堆等离子体的面对材料:(3)大的禁带宽度,可作为光的短波长区域发光材料。例如,3C-SiC的Eg=2.2eV,6H-SiC的Eg=2.9eV可分别用作绿色、蓝色LED材料,目前SiC蓝光LED已经商品化;(4)高的热导率,可作为超大规模集成电路和特大规模集成电路的热沉材料,**提高了电路的集成度;(5)优异的电学性能,在功率器件、微波器件、高温器件和抗辐射器件方面也具有***的应用前景。
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。 什么地方需要使用 碳化硅衬底。
SiC电子器件是微电子器件领域的研究热点之一。SiC材料的击穿电场有4MV/cm,很适合于制造高压功率器件的有源层。而由于SiC衬底存在缺点等原因,将它直接用于器件制造时,性能不好。SiC衬底经过外延之后,其表面缺点减少,晶格排列整齐,表面形貌良好,比衬底大为改观,此时将其用于制造器件可以提高器件的性能。为了提高击穿电压,厚的外延层、好的表面形貌和较低的掺杂浓度是必需的。一些高压双极性器件,需外延膜的厚度超过50μm,掺杂浓度小于2×1015cm-3,载流子寿命大过1us。对于高反压大功率器件,需要要在4H-SiC衬底上外延一层很厚的、低掺杂浓度的外延层。为了制作10KW的大功率器件,外延层厚度要达到100μm以上。高压、大电流、高可靠性SiC电子器件的不断发展对SiC外延薄膜提出了更多苛刻的要求,需要通过进一步深入的研究提高厚外延生长技术。碳化硅衬底的的整体大概费用是多少?上海进口4寸半绝缘碳化硅衬底
如何挑选一款适合自己的碳化硅衬底?河北碳化硅衬底6寸n型
碳化硅是由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料,它与氮化镓(GaN)、氮化铝(AlN)、氧化镓(Ga2O3)等,因禁带宽度大于,在国内也称为第三代半导体材料。目前,以氮化镓、碳化硅为的第三代半导体材料及相关器件芯片已成为全球高技术领域竞争战略制高争夺点。而对于碳化硅和氮化镓这两种芯片,如果想很大程度利用其材料本身的特性,较为理想的方案便是在碳化硅单晶衬底上生长外延层。在碳化硅上长同质外延很好理解,凭借着禁带宽度大、击穿电场高、饱和电子漂移速度高、热导率大等优势,碳化硅特别适于制造耐高温、耐高压,耐大电流的高频大功率的器件,因此在电动汽车、电源、、航天等领域很被看好。 河北碳化硅衬底6寸n型
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