河北进口6寸碳化硅衬底

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。碳化硅半导体完整产业链条包括：碳化硅原料-晶锭-衬底-外延-芯片-器件-模块。河北进口6寸碳化硅衬底

PVT方法中SiC粉料纯度对晶片质量影响很大。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，SI）。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点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。虽然对于半绝缘型和p型导电碳化硅晶片的需求量日益增长，但是由于掺杂量和杂质原子分布不易控制等技术难度以及成本原因，即使是Cree也采用限量供应的方式出货，其他厂商基本不提供这类碳化硅的批量供应。6寸碳化硅衬底半绝缘SiC的热稳定性比较高。在常压下不会熔化。

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。

在航空航天或***领域，系统的工作条件极其恶劣。从 80 年代末起，SiC 材料与器件的飞速发展。由于 SiC 材料种类很多，性质各异，它的应用范围十分***。  在大功率器件方面，利用 SiC 材料可以制作的器件，其电流特性、电压特性、和高频特性等具有比 Si材料更好的性质。  在高频器件方面，SiC 高频器件输出功率更高，且耐高温和耐辐射辐射特性更好，可用于通信电子系统等。  在光电器件方面，利用 SiC 不影响红外辐射的性质，可将其用在紫外探测器上，在 350℃的温度检测红外背景下的紫外信号，功率利用率 80%左右。  在耐辐射方面，一些 SiC 器件辐射环境恶劣的条件下使用如核反应堆中应用。 高温应用方面，利用 SiC 材料制备的器件工作温度相当地高，如 SiC MOSFET和 SiC 肖特基二极管可在 900k 下工作。  从世界范围来看，高功率器件是**有可能实现的，应用潜力也比较大，如图 1.2所示。SiC 作为二元化合物半导体，属于Ⅳ族元素中***的固态化合物。它 Si-C 健的能量很稳定，这也是 SiC 在各种极端环境下仍能稳定的原因。SiC 的原子化学能高达 1250KJ/mol；德拜温度达到 1200-1430K，摩尔硬度达到 9 级，*比金刚石摩尔硬度低些；导热性良好，达 5W/cm.K,比其他半导体材料好很多。采用碳化硅作衬底的LED器件亮度更高、能耗更低、寿命更长、单位芯片面积更小。

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。碳化硅（指半绝缘型）是射频微波器件的理想衬底材料。河北进口6寸碳化硅衬底

与传统硅基功率电力电子器件相比，碳化硅基功率器件可以**降低能耗，节约电力。河北进口6寸碳化硅衬底

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