青岛进口n型碳化硅衬底

时间:2021年03月30日 来源:

目前已出现了另一种碳化硅晶体生长方法,即采用高温化学气相沉积方法(HTCVD)。它是用气态的高纯碳源和硅源,在2 200℃左右合成碳化硅分子,然后在籽晶上凝聚生长,生长速率一般为0.5~1mm/h左右,略高于PVT法,也有研究机构可做到2mm/h的生长速率。气态的高纯碳源和硅源比高纯SiC粉末更容易获得,成本更低。由于气态源几乎没有杂质,因此,如果生长时不加入n型掺杂剂或p型掺杂剂,生长出的4H-SiC就是高纯半绝缘(HPSI)半导体。HPSI与SI是有区别的,前者载流子浓度3.5×1013~8×1015/cm3范围,具有较高的电子迁移率;后者同时进行n、p补偿,是高阻材料,电阻率很高,一般用于微波器件衬底,不导电。如果要生长n型掺杂或p型掺杂的4H-SiC也非常好控制,只要分别通入氮或者硼的气态源就可以实现,而且通过控制通入的氮或者硼的流量,就可以控制碳化硅晶体的导电强弱。目前瑞典的Norstel AB公司采用HTCVD商业化生产碳化硅衬底材料(n型、p型、H P S I型),它采用瑞典林雪平大学的生长技术,目前已有4英寸H P S I型4H - S i C衬底出售SiC由Si原子和C原子组成,其晶体结构具有同质多型体的特点。青岛进口n型碳化硅衬底

SiC材料具有良好的电学特性和力学特性,是一种非常理想的可适应诸多恶劣环境的半导体材料。它禁带宽度较大,具有热传导率高、耐高温、抗腐蚀、化学稳定性高等特点,以其作为器件结构材料,可以得到耐高温、耐高压和抗腐蚀的SiC-MEMS器件,具有广阔的市场和应用前景。同时SiC陶瓷具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高以及抗热震和耐化学腐蚀等优良特性。因此,是当前**有前途的结构陶瓷之一,并且已在许多高技术领域(如空间技术、核物理等)及基础产业(如石油化工、机械、车辆、造船等)得到应用,用作精密轴承、密封件、气轮机转子、喷嘴、热交换器部件及原子核反应堆材料等。如利用多层多晶碳化硅表面微机械工艺制作的微型电动机,可以在490℃以上的高温环境下稳定工作。但是SiC体单晶须在高温下生长,掺杂难于控制,晶体中存在缺点,特别是微管道缺点无法消除,而且SiC体单晶非常昂贵,因此发展低温制备SiC薄膜技术对于SiC器件的实际应用有重大意义。青岛进口n型碳化硅衬底SiC的临界击穿电场比常用半导体Si和GaAs都大很多。

在4H-SiC材料和器件发展方面,美国处于国际**地位,已经从探索性研究阶段向大规模研究和应用阶段过渡。CREE公司已经生产出4英寸(100 mm)零微管(ZMP)n型SiC衬底。同时,螺旋位错(screw dislocation)密度被降低到几十个/cm2。商用水平比较高的器件:4H-SiC MESFET在S-波段连续波工作60W(1.5GHz,ldB压缩),漏效率45%(1.5GHz,POUT=PldB),工作频率至2.7GHz。近期CREE公司生产的CRF35010性能达到:工作电压48V,输出功率10W,工作频率3.4-3.8GHz,线性增益10dB;美国正在逐步将这种器件装备在***武器上,如固态相控阵雷达系统、***通讯电子系统、高频电源系统、电子战系统——干扰和威胁信号预警等。其中Cree公司的SiC MESFET功率管已经正式装备美国海军的新一代预警机E2D样机。近期俄罗斯、欧洲和日本加快发展,SiC材料生长和器件制造技术也在不断走向成熟。

碳化硅具有热导率高(比硅高3倍)、与氮化镓晶格失配小(4%)等优势,非常适合用作新一代发光二极管(LED)衬底材料。在《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》中将碳化硅列为“新一代信息功能材料及器件”,在《中国制造2025》中明确大尺寸碳化硅单晶衬底为“关键战略材料”“先进半导体材料”。可以毫不夸张地说,碳化硅已成为全球半导体产业的前沿和制高点。从整体上来看,碳化硅半导体完整产业链包括:碳化硅原料-晶锭-晶片-外延-芯片-器件-模块,如图1所示。在LED的制备过程中,上游的碳化硅晶片(衬底)材料是决定LED颜色、亮度、寿命等性能指标的主要因素。Cree在SiC衬**备方面具有业内**地位,它的产品是业界的风向标,**了需求的发展方向。

碳化硅已成为全球半导体产业的前沿和制高点。作为新兴的战略先导产业,它是发展第3代半导体产业的关键基础材料。2014年,美国新兴制造产业的第1个产业制造创新中心——以碳化硅半导体为**的第3代宽禁带半导体创新中心,获得了联邦和地方**的合力支持,1.4亿美元的总支持额将用于提升美国在该新兴产业方面的国际竞争力。研究重点是:在未来的5年里,通过使宽禁带半导体技术拥有当前基于硅的电力电子技术的成本竞争力,实现下一代节能***大功率电力电子芯片和器件。这些改进措施将使电力电子装置,如电机、消费类电子产品,以及电网设备得以更快、更***地运转,且大幅度缩小其体积。日本也对碳化硅进行了大量投入,将发展碳化硅半导体技术列入“首相计划”,认为未来日本50%以上的节能将由碳化硅实现。我国**几乎在相同时期发布了新材料领域发展纲要,明确提出重点发展以碳化硅等为**的第3代半导体材料。现在,SiC材料正在大举进入功率半导体领域。上海进口led碳化硅衬底

SiC具有高温强度大、抗氧化性强、耐磨损性好、热稳定性佳、热膨胀系数小、热导率大、硬度高以及抗热震。青岛进口n型碳化硅衬底

随着全球电子信息及太阳能光伏产业对硅晶片需求量的快速增长,硅晶片线切割用碳化硅微粉的需求量也正在迅速增加。

 以碳化硅(SiC)及GaN为**的宽禁带材料,是继Si和GaAs之后的第三代半导体。与Si及GaAs相比,SiC具有宽禁带、高热导率、高击穿场强、高饱和电子漂移速率、化学性能稳定等优点。所以,SiC特别适合于制造高温、高频、高功率、抗辐射、抗腐蚀的电子器件。此外,六方SiC与GaN晶格和热膨胀相匹配,也是制造高亮度GaN发光和激光二极管的理想衬底材料。SiC晶体目前主要应用于光电器件如蓝绿光发光二极管以及紫外光激光二极管和功率器件包括大功率肖托基二极管,MES晶体管微波器件等。


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