相同规格的碳化硅基MOSFET与硅基MOSFET相比,其尺寸可大幅减小至原来的1/10,导通电阻可至少降低至原来的1/100。相同规格的碳化硅基MOSFET较硅基IGBT的总能量损耗可降低70%。碳化硅功率器件具有高电压、大电流、高温、高频率、低损耗等独特优势,将极大提高现有使用硅基功率器件的能源转换效率,未来将主要应用领域有电动汽车/充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等。市场空间:据 Yole 统计,2020 年 SiC 碳化硅功率器件市场规模约 7.1 亿美元,预计 2026 年将增长至 45 亿美元,2020-2026 年 CAGR 近 36%。其中,新能源汽车是 SiC 功率器件下游重要的应用市场,预计需求于 2023 年开始快速爆发。SiC的临界击穿电场比常用半导体Si和GaAs都大很多。四川碳化硅衬底4寸导电
那氮化镓外延层为啥也要在碳化硅单晶衬底上长呢?理论上讲,氮化镓外延层比较好当然用本身氮化镓的单晶衬底,不过在之前的文章中也有提到,氮化镓的单晶实在是太难做了点,不仅反应过程难以控制、长得特别慢,而且面积较小、价格昂贵,商业化很是困难,而碳化硅和氮化镓有着超过95%的晶格适配度,性能指标远超其他衬底材料(如蓝宝石、硅、砷化镓等),因此碳化硅基氮化镓外延片成为比较好选择。综上所述,很容易理解为何碳化硅在业内会有“黄金赛道”这样的美称。对于碳化硅器件而言,其价值链可分为衬底—外延—晶圆—器件,其中衬底所占的成本比较高为50%——主要原因单晶生长缓慢且品质不够稳定,这也是早年时SiC没能得到的推广的主要原因。不过如今随着技术缺陷不断得到补足,碳化硅单晶衬底的成本正不断下降,可预期未来会是“钱”景无限。以下是国内部分碳化硅衬底供应商名单。 四川碳化硅衬底4寸导电碳化硅半导体是新一代宽禁带半导体。
以碳化硅为的第三代半导体材料,被誉为继硅材料之后有前景的半导体材料之一,与硅材料相比,以碳化硅晶片为衬造的半导体器件具备高功率、耐高压/高温、高频、低能耗、抗辐射能力强等优点,可广泛应用于半导体功率器件和5G通讯等领域。按照衬底电学性能的不同,碳化硅衬底可分为两类:一类是具有高电阻率(电阻率≥105Ω·cm)的半绝缘型碳化硅衬底,另一类是低电阻率(电阻率区间为15~30mΩ·cm)的导电型碳化硅衬底。半绝缘型碳化硅衬底主要应用于制造氮化镓射频器件,导电型碳化硅衬底主要应用于制造功率器件。与硅片一样,碳化硅衬底的尺寸主要有2英寸(50mm)、3英寸(75mm)、4英寸(100mm)、6英寸(150mm)、8英寸(200mm)等规格,正在不断向大尺寸的方向发展。
由于电动汽车(EV)和其他系统的快速增长,对碳化硅(SiC)衬底和功率半导体的需求正在激增。由于需求量大,市场上SiC基板、晶圆和SiC基器件供应紧张,促使一些供应商在晶圆尺寸转换过程中增加晶圆厂产能。一些SiC器件制造商正在晶圆厂从4英寸晶圆过渡到6英寸晶圆。SiC(碳化硅功率器件)是一种基于硅和碳的化合物半导体材料。在生产流程中,专门的碳化硅衬底和晶圆被开发,然后在晶圆厂中进行加工,从而形成基于碳化硅的功率半导体。许多基于SiC的电源半成品和竞争对手的技术都是晶体管,可以在高压下切换设备中的电流。它们被用于电力电子领域,在电力电子领域中,设备转换和控制系统中的电力。为了制造碳化硅半导体器件,需要在碳化硅晶片表面生长1层或数层碳化硅薄膜。
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,在半导体领域常见的是具有立方闪锌矿结构的3C-SiC和六方纤锌矿结构的4H-SiC和6H-SiC。21世纪以来以Si为基本材料的微电子机械系统(MEMS)已有长足的发展,随着MEMS应用领域的不断扩展,Si材料本身的性能局限性制约了Si基MEMS在高温、高频、强辐射及化学腐蚀等极端条件下的应用。因此寻找Si的新型替代材料正日益受到重视。在众多半导体材料中,SiC的机械强度、热学性能、抗腐蚀性、耐磨性等方面具有明显的优势,且与IC工艺兼容,故而在极端条件的MEMS应用中,成为Si的优先替代材料。SIC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。四川碳化硅衬底4寸导电
碳化硅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。四川碳化硅衬底4寸导电
碳化硅被誉为下一代半导体材料,因为其具有众多优异的物理化学特性,被广泛应用于光电器件、高频大功率、高温电子器件。本文阐述了SiC研究进展及应用前景,从光学性质、电学性质、热稳定性、化学性质、硬度和耐磨性、掺杂物六个方面介绍了SiC的性能。SiC有高的硬度与热稳定性,稳定的结构,大的禁带宽度 ,高的热导率,优异的电学性能。同时介绍了SiC的制备方法:物***相沉积法和化学气相沉积法,以及SiC薄膜表征手段。包括X射线衍射谱、傅里叶红外光谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱等。***讲了SiC的光学性能和电学性能以及参杂SiC薄膜的光学性能研究进展。四川碳化硅衬底4寸导电
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