杭州6寸led碳化硅衬底

时间:2020年04月28日 来源:

国内通过自行研制、或引进生产设备涉足SiC晶体生产的研究机构与企业越来越多,许多企业引进外延设备进行商业化生产,形成初始规模的SiC产业链。        虽然目前SiC器件的研究已经取得了瞩目的成果,但是SiC材料还没有发挥其比较大性能。近几年,利用PVT法和CVD法,采用缓冲层、台阶控制外延及位置竞争等技术生长SiC薄膜质量已经取得了惊人的进步,且实现了可控掺杂。但晶体中仍含有大量的微管、位错和层错等缺点,严重限制了SiC芯片成品率及大电流需求。SiC电力电子器件要想应用于牵**域,单个芯片面积必须要在1.2cm2以上,以保证100A以上的通流能力,降低多芯片并联产生的寄生参数。因此,SiC材料必须解决上述缺点问题,SiC器件才有可能在牵**域批量应用。碳化硅半导体是新一代宽禁带半导体。杭州6寸led碳化硅衬底

就SiC单晶生长来讲,美国Cree公司由于其研究**,主宰着全球SiC市场,几乎85%以上的SiC衬底由Cree公司提供。此外,俄罗斯、日本和欧盟(以瑞典和德国为首)的一些公司和科研机构也在生产SiC衬底和外延片,并且已经实现商品化。在过去的几年中,SiC晶片的质量和尺寸稳步提高,1998年秋,2英寸直径的4H-SiC晶片已经在投入市场。1999年直径增大到3英寸,微管(micropipe)密度下降到10/cm2左右,这些进展使得超过毫米尺寸的器件制造成为可能。从2005年下半年,微管密度小于l/cm2的3英寸6H和4H-SiC晶片成为商用SiC材料的主流产品。2007年5月23日,Cree公司宣布在SiC技术开发上又出现了一座新的里程碑一英寸(100 mm)零微管(ZMP)n型SiC衬底。杭州6寸led碳化硅衬底SiC衬底有化学稳定性好、导电性能好、导热性能好、不吸收可见光等。

碳化硅是C和Si组合中***稳定的化合物,从晶体化学的角度来看,每个Si(C)原子与周边包围的C(Si)原子通过定向强四面体spa键结合,并有一定程度的极化,很低的层错形成能量决定了Sic的多型体现象,六角密排4H-SiC、6H-SiC和立方密排的3C-SiC比较常见并且不同的多型体具有不同的电学性能与光学性能。通过对比硅和碳的电负性确定SiC晶体具有很强的离子共价键,原子化能值达到125okJ/mol,表明SiC的结构、能量稳定。此外,sic还有高达1200-1430K的德拜温度。因此,SiC材料对各种外界作用有很高的稳定性,在力学、热学、化学等方面有优越性。

       与Si相比,SiC的禁带宽度为其2-3倍,同时具有其4.4倍的热导率,8倍的临界击穿电场,2倍的电子饱和漂移速度,这些优异性能使其成为在航天航空、雷达、环境监测、汽车马达、通讯系统等应用中生产耐高温、高频、抗辐射、大功率半导体器件材料的*****,特别是Sic发光二极管的辐射波长广,在光电集成电路中具有广阔的应用前景。

国际上基本上采用PVT法制备碳化硅单晶。目前能提供4H-SiC晶片的企业主要集中在欧美和日本。其中Cree产量占全球市场的85%以上,占领着SiC晶体生长及相关器件制作研究的前沿。目前,Cree的6英寸SiC晶片已经商品化,可以小批量供货。此外,国内外还有一些初具规模的SiC晶片供应商,年销售量在1万片上下。Cree生产的SiC晶片有80%以上是自已消化的,用于LED衬底材料,所以Cree是全球***一家大量生产SiC基LED器件的公司,这个业务使得它的市场表现突出,公司市盈率长期居于高位在现已开发的宽禁带半导体中,碳化硅(SiC)半导体材料是研究**为成熟的一种。

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。这些薄膜具有不同的n、p导电类型,目前主流的方法是通过化学气相沉积方法进行同质外延生长。        碳化硅外延生长方案中,衬底起很大的支配作用,早期碳化硅是在无偏角衬底上外延生长的,即从晶锭上切割下来的晶片其外延表面法线与晶轴(c轴)夹角θ=0°,如碳化硅晶片的Si(0001)或C(000)面,外延表面几乎没有台阶,外延生长期望能够由理想的二维成核生长模型控制。然而实际生长发现,外延结果远未如此理想。由于碳化硅是一种多型体材料,外延层中容易产生多型体夹杂,比如4H-SiC外延层中存在3C-SiC夹杂,使外延层“不纯”,变成一种混合相结构,极大地影响碳化硅器件的性能,甚至不能用这样的外延材料制备器件。另外,这样的外延层宏观外延缺点密度很大,不能用常规的半导体工艺制备器件,即薄膜质量难于达到晶圆级外延水平。功率半导体器件是实现电力控制的关键,与Si相比,碳化硅半导体非常适合制作功率器件。杭州6寸led碳化硅衬底

在碳化硅衬底上外延生长石墨烯,可望制造高性能的石墨烯集成电路。杭州6寸led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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