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隨著電力電子變換系統對于效率和體積提出更高的要求，SiC（碳化硅）將會是越來越合適的半導體器件。尤其針對光伏逆變器和UPS應用，SiC器件是實現其高功率密度的一種非常有效的手段。由于SiC相對于Si的一些獨特性，對于SiC技術的研究，可以追溯到上世界70年代。簡單來說，SiC主要在以下3個方面具有明顯的優勢:擊穿電壓強度高（10倍于Si）更寬的能帶隙（3倍于Si）熱導率高（3倍于Si）這些特性使得SiC器件更適合應用在高功率密度、高開關頻率的場合。當然，這些特性也使得大規模生產面臨一些障礙，直到2000年初單晶SiC晶片出現才開始逐步量產。目前標準的是4英寸晶片，但是接下來6英寸晶片也要誕生，...

設備制造商之間的一場大戰正在牽引逆變器領域展開，尤其是純電池電動汽車。一般來說，混合動力車正朝著48伏電池的方向發展。對于動力發明家來說，SiC對于混合動力車來說通常太貴了，盡管有例外。與混合動力一樣，純電池電動汽車由牽引逆變器組成。高壓母線將逆變器連接到蓄電池和電機。電池為汽車提供能量。驅動車輛的電機有三個接頭或電線。這三個連接延伸至牽引逆變器，然后連接至逆變器模塊內的六個開關。每個開關實際上都是一個功率半導體，在系統中用作電開關。對于開關，現有的技術是IGBT。因此，牽引逆變器可能由六個額定電壓為1200伏的IGBT組成。碳化硅作為新興的戰略先導產業，它是發展第3代半導體產業的關鍵基礎材料...

碳化硅SiC的應用前景 由于SiC具有上述眾多優異的物理化學性質，不僅能夠作為一種良好的高溫結構材料，也是一種理想的高溫半導體材料。近20年，伴隨薄膜制備技術的高速發展，SiC薄膜已經被***應用于保護涂層、光致發光、場效應晶體管、薄膜發光二極管以及非晶Si太陽能電池的窗口材料等。另外，作為結構材料的SiC薄膜還被認為是核聚變堆中比較好的防護材料，在不銹鋼基體上沉積一層SiC薄膜，可以**地降低氚的滲透率，并保持聚變反應的穩定性。總結起來，SiC具有以下幾個方面的應用：(1)高的硬度與熱穩定性，可用于***涂層；(2)穩定的結構，在核反應技術中用作核聚變堆等離子體的面對材料：(3)大的禁帶寬...

SiC有多種同質多型體，不同的同質多型體有不同的應用范圍。典型的有3C-SiC、4H-SiC和6H-SiC，它們各有不同的應用范圍。其中，3C-SiC是***具有閃鋅礦結構的同質多型體，其電子遷移率比較高，再加上有高熱導率和高臨界擊穿電場，非常適合于制造高溫大功率的高速器件；6H-SiC具有寬的帶隙，在高溫電子、光電子和抗輻射電子等方面有使用價值，使用6H-SiC制造的高頻大功率器件，工作溫度高，功率密度有極大的提升；而4H-SiC具有比6H-SiC更寬的帶隙和較高的電子遷移率，是大功率器件材料的比較好選擇。由于SiC器件在國防和民用領域不可替代的地位，世界上很多國家對SiC半導體...

降低碳化硅襯底的成本的三個方法：1）做大尺寸：襯底的尺寸越大，邊緣的浪費就越小，有利于進一步降低芯片的成本。6英寸襯底面積為4英寸襯底的，相同的晶體制備時間內襯底面積的倍數提升帶來襯底成本的大幅降低，與此同時，單片襯底上制備的芯片數量隨著襯底尺寸增大而增多，單位芯片的成本也即隨之降低。2）提高材料使用效率：由于技術限制，長晶時間很難縮短，而單位時間內長晶越厚成本越低，因此可以設法增加晶錠厚度；另一方面，目前的切割工藝很容易造成浪費，可以通過激光切割或其他技術手段減少切割損耗。3）提高良率：以山東天岳為例，碳化硅襯底產品良率逐年提升，綜合良率由30%提升至38%，國內廠商良率情況普遍...

碳化硅（SiC）又叫金剛砂，密度是3.2g/cm3，天然碳化硅非常罕見，主要通過人工合成。按晶體結構的不同分類，碳化硅可分為兩大類：αSiC和βSiC。在熱力學方面，碳化硅硬度在20℃時高達莫氏9.2-9.3，是硬的物質之一，可以用于切割紅寶石；導熱率超過金屬銅，是Si的3倍、GaAs的8-10倍，且其熱穩定性高，在常壓下不可能被熔化；在電化學方面，碳化硅具有寬禁帶、耐擊穿的特點，其禁帶寬度是Si的3倍，擊穿電場為Si的10倍；且其耐腐蝕性極強，在常溫下可以免疫目前已知的所有腐蝕劑。碳化硅可在超過200℃的高溫下長期穩定地工作，因此，相比于硅，碳化硅方案可以大量縮減冷卻負擔。江蘇進口碳化硅襯底...

那氮化鎵外延層為啥也要在碳化硅單晶襯底上長呢？理論上講，氮化鎵外延層比較好當然用本身氮化鎵的單晶襯底，不過在之前的文章中也有提到，氮化鎵的單晶實在是太難做了點，不僅反應過程難以控制、長得特別慢，而且面積較小、價格昂貴，商業化很是困難，而碳化硅和氮化鎵有著超過95%的晶格適配度，性能指標遠超其他襯底材料（如藍寶石、硅、砷化鎵等），因此碳化硅基氮化鎵外延片成為比較好選擇。綜上所述，很容易理解為何碳化硅在業內會有“黃金賽道”這樣的美稱。對于碳化硅器件而言，其價值鏈可分為襯底—外延—晶圓—器件，其中襯底所占的成本比較高為50%——主要原因單晶生長緩慢且品質不夠穩定，這也是早年時SiC沒能得...

碳化硅半導體廣泛應用于制造領域！眾所周知，碳化硅半導體功率器件可以應用在新能源領域。“現在我們新能源汽車所用的電可能還有煤電，未來光伏發電就會占有更多比重，甚至全部使用光伏發電。”中科院院士歐陽明高曾在一次討論會上這樣說過，光伏需要新能源汽車來消費儲能，而新能源汽車也需要完全的可再生能源。下一步兩者的結合將形成新的增長點。在歐陽院士提到的三種主要應用“光伏逆變器+儲能裝置+新能源汽車”中，碳化硅（SiC）MOSFET功率器件都是不可或缺的重要半導體器件。SiC的機械強度、熱學性能、抗腐蝕性、耐磨性等方面具有明顯的優勢且與IC工藝兼容。蘇州碳化硅襯底6寸led碳化硅襯底主要有導電型及半絕緣型兩種...

功率半導體是大國重器，必將獲得國家戰略性支持。 功率半導體產業是高鐵、汽車、光伏、電網輸電等應用的上游**零部件。 功率半導體國產化是我國實現集成電路產業自主可控的關鍵環節。功率半導體必將獲得國家大基金及地方產業基金的持續戰略性支持。經過5-10年的發展，我國將出現一兩家企業躋身國際功率半導體產業一線梯隊。歐美日三地把控高端市場，中低端市場大陸廠商替代率穩步上升IGBT 及中高壓MOSFET 市場主要由歐美日三地企業把控，二極管、晶閘管、中低壓MOSFET 等市場國內企業在逐步蠶食海外廠商市場份額，進口替代率穩步上升。在現已開發的寬禁帶半導體中,碳化硅(SiC)半導體材料是研究最為成熟的一種...

半導體材料是碳化硅相當有前景的應用領域之一，碳化硅是目前發展成熟的第三代半導體材料。隨著生產成本的降低，SiC半導體正在逐步取代一、二代半導體。碳化硅半導體產業鏈主要包括碳化硅高純粉料、單晶襯底、外延片、功率器件、模塊封裝和終端應用等環節。在第三代半導體應用中，碳化硅半導體的優勢在于可與氮化鎵半導體互補，氮化鎵半導體材料的市場應用領域集中在1000V以下，偏向中低電壓范圍，目前商業碳化硅半導體產品電壓等級為600~1700V。由于SiC器件高轉換效率、低發熱特性和輕量化等優勢，下業需求持續增加，有取代SiO2器件的趨勢。碳化硅半導體（這里指4H-SiC）是新一代寬禁帶半導體。進口sic碳化硅襯...

碳化硅是由碳元素和硅元素組成的一種化合物半導體材料，它與氮化鎵（GaN）、氮化鋁（AlN）、氧化鎵（Ga2O3）等，因禁帶寬度大于，在國內也稱為第三代半導體材料。目前，以氮化鎵、碳化硅為的第三代半導體材料及相關器件芯片已成為全球高技術領域競爭戰略制高爭奪點。而對于碳化硅和氮化鎵這兩種芯片，如果想很大程度利用其材料本身的特性，較為理想的方案便是在碳化硅單晶襯底上生長外延層。在碳化硅上長同質外延很好理解，憑借著禁帶寬度大、擊穿電場高、飽和電子漂移速度高、熱導率大等優勢，碳化硅特別適于制造耐高溫、耐高壓，耐大電流的高頻大功率的器件，因此在電動汽車、電源、、航天等領域很被看好。 SiC具有...

碳化硅（SiC）是第三代化合物半導體材料。半導體產業的基石是芯片，制作芯片的材料按照歷史進程分為：代半導體材料（大部分為目前使用的高純度硅），第二代化合物半導體材料（砷化鎵、磷化銦），第三代化合物半導體材料（碳化硅、氮化鎵）。碳化硅因其優越的物理性能：高禁帶寬度（對應高擊穿電場和高功率密度）、高電導率、高熱導率，將是未來被使用的制作半導體芯片的基礎材料。從產業格局看，目前全球SiC產業格局呈現美國、歐洲、日本三足鼎立態勢。其中美國全球獨大，占有全球SiC產量的70%~80%，碳化硅晶圓市場CREE一家市占率高達6成之多；歐洲擁有完整的SiC襯底、外延、器件以及應用產業鏈，在全球電力...

功率半導體是大國重器，必將獲得國家戰略性支持。 功率半導體產業是高鐵、汽車、光伏、電網輸電等應用的上游**零部件。 功率半導體國產化是我國實現集成電路產業自主可控的關鍵環節。功率半導體必將獲得國家大基金及地方產業基金的持續戰略性支持。經過5-10年的發展，我國將出現一兩家企業躋身國際功率半導體產業一線梯隊。歐美日三地把控高端市場，中低端市場大陸廠商替代率穩步上升IGBT 及中高壓MOSFET 市場主要由歐美日三地企業把控，二極管、晶閘管、中低壓MOSFET 等市場國內企業在逐步蠶食海外廠商市場份額，進口替代率穩步上升。碳化硅的硬度很大，具有優良的導熱和導電性能，高溫時能抗氧化。浙江碳化硅襯底...

功率半成品在成熟節點上制造。這些設備旨在提高系統的效率并將能量損失降至比較低。通常，它們的額定值是由電壓和其他規格決定的，而不是由工藝幾何形狀決定的。多年來，占主導地位的功率半技術一直（現在仍然）基于硅，即功率MOSFET和絕緣柵雙極晶體管（IGBT）。功率MOSFET被認為是低價、當下流行的器件，用于適配器、電源和其他產品中。它們用于高達900伏的應用中。在傳統的MOSFET器件中，源極和漏極位于器件的頂部。相比之下，功率MOSFET具有垂直結構，其中源極和漏極位于器件的相對側。垂直結構使設備能夠處理更高的電壓。6H-SiC結構最為穩定，適用于制造光電子器件。山東碳化硅襯底進口sicSiC由...

半絕緣型碳化硅襯底主要應用于制造氮化鎵射頻器件。通過在半絕緣型碳化硅襯底上生長氮化鎵外延層，制得碳化硅基氮化鎵外延片，可進一步制成氮化鎵射頻器件；導電型碳化硅襯底主要應用于制造功率器件。與傳統硅功率器件制作工藝不同，碳化硅功率器件不能直接制作在碳化硅襯底上，需在導電型襯底上生長碳化硅外延層得到碳化硅外延片，并在外延層上制造各類功率器件。大尺寸碳化硅襯底有助于實現降本增效，已成主流發展趨勢。襯底尺寸越大，單位襯底可生產更多的芯片，因而單位芯片成本越低，同時邊緣浪費的減少將進一步降低芯片生產成本。目前業內企業量產的碳化硅襯底主要以4英寸和6英寸為主，在半絕緣型碳化硅市場，目前襯底規格以...

到2023年，SiC功率半導體市場預計將達到15億美元。SiC器件的供應商包括富士、英飛凌、利特弗斯、三菱、安半導體、意法半導體、Rohm、東芝和Wolfspeed。Wolfspeed是CREE的一部分。電力電子在世界電力基礎設施中發揮著關鍵作用。該技術用于工業（電機驅動）、交通（汽車、火車）、計算（電源）和可再生能源（太陽能、風能）。電力電子設備在系統中轉換或轉換交流電和直流電（AC和DC）。對于這些應用，行業使用各種功率半導體。一些半功率晶體管是晶體管，在系統中用作開關。它們允許電源在“開啟”狀態動，并在“關閉”狀態下停止。目前商用碳化硅外延設備生長速率一般為每小時10μm，且不能持續生長...

碳化硅是C和Si組合中***穩定的化合物，從晶體化學的角度來看，每個Si（C）原子與周邊包圍的C（Si）原子通過定向強四面體spa鍵結合，并有一定程度的極化，很低的層錯形成能量決定了Sic的多型體現象，六角密排4H-SiC、6H-SiC和立方密排的3C-SiC比較常見并且不同的多型體具有不同的電學性能與光學性能。通過對比硅和碳的電負性確定SiC晶體具有很強的離子共價鍵，原子化能值達到125okJ/mol，表明SiC的結構、能量穩定。此外，sic還有高達1200-1430K的德拜溫度。因此，SiC材料對各種外界作用有很高的穩定性，在力學、熱學、化學等方面有優越性。 與Si...

隨著全球電子信息及太陽能光伏產業對硅晶片需求量的快速增長，硅晶片線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為**的寬禁帶材料，是繼Si和GaAs之后的第三代半導體。與Si及GaAs相比，SiC具有寬禁帶、高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率、化學性能穩定等優點。所以，SiC特別適合于制造高溫、高頻、高功率、抗輻射、抗腐蝕的電子器件。此外，六方SiC與GaN晶格和熱膨脹相匹配，也是制造高亮度GaN發光和激光二極管的理想襯底材料。SiC晶體目前主要應用于光電器件如藍綠光發光二極管以及紫外光激光二極管和功率器件包括大功率肖托基二極管，MES晶體管微波器件等...

功率半導體多被用于轉換器及逆變器等電力轉換器進行電力控制。目前，功 率半導體材料正迎來材料更新換代，這些新材料就是SiC（碳化硅）和GaN（氮化鎵），二者的物理特性均優于現在使用的Si（硅），作為節能***受到了電力公司、汽車廠商和電子廠商等的極大期待。將Si換成GaN或SiC等化合物半導體，可大幅提高產品效率并縮小尺寸，這是Si功率半導體元件（以下簡稱功率元件）無法實現的。 目前，很多領域都將Si二極管、MOSFET及IGBT（絕緣柵雙極晶體管）等晶體管用作功率元件，比如供電系統、電力機車、混合動力汽車、工廠內的生產設備、光伏發電系統的功率調節器、空調等白色家電、服務器及個人電腦等。這些領...

PVT方法中SiC粉料純度對晶片質量影響很大。粉料中一般含有極微量的氮（N），硼（B）、鋁（Al）、鐵（Fe）等雜質，其中氮是n型摻雜劑，在碳化硅中產生游離的電子，硼、鋁是p型摻雜劑，產生游離的空穴。為了制備n型導電碳化硅晶片，在生長時需要通入氮氣，讓它產生的一部分電子中和掉硼、鋁產生的空穴（即補償），另外的游離電子使碳化硅表現為n型導電。為了制備高阻不導電的碳化硅（半絕緣型），在生長時需要加入釩（V）雜質，釩既可以產生電子，也可以產生空穴，讓它產生的電子中和掉硼、鋁產生的空穴（即補償），它產生的空穴中和掉氮產生的電子，所以所生長的碳化硅幾乎沒有游離的電子、空穴，形成高阻不導電的晶片（半絕緣型...

碳化硅早在1842年就被發現了，但直到1955年，飛利浦（荷蘭）實驗室的Lely才開發出生長高品質碳化硅晶體材料的方法。到了1987年，商業化生產的SiC襯底進入市場，進入21世紀后，SiC襯底的商業應用才算***鋪開。碳化硅分為立方相（閃鋅礦結構）、六方相（纖鋅礦結構）和菱方相3大類共260多種結構，目前只有六方相中的4H-SiC、6H-SiC才有商業價值，美國科銳（Cree）等公司已經批量生產這類襯底。立方相（3C-SiC）還不能獲得有商業價值的成品。SiC的基本結構單元是Si-C四面體，屬于密堆積結構。四川進口n型碳化硅襯底SiC由Si原子和C原子組成，其晶體結構具有同質多型體的特點，在...

碳化硅耐高溫，與強酸、強堿均不起反應，導電導熱性好，具有很強的抗輻射能力。用碳化硅粉直接升華法可制得大體積和大面積碳化硅單晶。用碳化硅單晶可生產綠色或藍色發光二極管、場效應晶體管，雙極型晶體管。用碳化硅纖維可制成雷達吸波材料，在***工業中前景廣闊。碳化硅超精細微粉是生產碳化硅陶瓷的理想材料。碳化硅陶瓷具有優良的常溫力學性能，如高的抗彎強度，優良的抗氧化性，耐腐蝕性，非常高的抗磨損以及低的磨擦系數，而且高溫力學性能（強度、抗蠕變性等）是已知陶瓷材料中比較好的材料，如晶須補強可改善碳化硅的韌性和強度。碳化硅由于其獨特的物理及電子特性，在一些應用上成為短波長光電元件，高溫，抗幅射以及高頻大功率元件...

目前已出現了另一種碳化硅晶體生長方法，即采用高溫化學氣相沉積方法（HTCVD）。它是用氣態的高純碳源和硅源，在2 200℃左右合成碳化硅分子，然后在籽晶上凝聚生長，生長速率一般為0.5～1mm/h左右，略高于PVT法，也有研究機構可做到2mm/h的生長速率。氣態的高純碳源和硅源比高純SiC粉末更容易獲得，成本更低。由于氣態源幾乎沒有雜質，因此，如果生長時不加入n型摻雜劑或p型摻雜劑，生長出的4H-SiC就是高純半絕緣（HPSI）半導體。HPSI與SI是有區別的，前者載流子濃度3.5×1013～8×1015/cm3范圍，具有較高的電子遷移率；后者同時進行n、p補償，是高阻材料，電阻率很高，一般用...

不同的SiC多型體在半導體特性方面表現出各自的特性。利用SiC的這一特點可以制作SiC不同多型體間晶格完全匹配的異質復合結構和超晶格，從而獲得性能較好的器件．其中6H-SiC結構最為穩定，適用于制造光電子器件：p-SiC比6H-SiC活潑，其電子遷移率比較高，飽和電子漂移速度最快，擊穿電場最強，較適宜于制造高溫、大功率、高頻器件，及其它薄膜材料(如A1N、GaN、金剛石等)的襯底和X射線的掩膜等。而且，β-SiC薄膜能在同屬立方晶系的Si襯底上生長，而Si襯底由于其面積大、質量高、價格低，可與Si的平面工藝相兼容，所以后續PECVD制備的SiC薄膜主要是β-SiC薄膜[2]。為了制造碳化硅半導...

以碳化硅、氮化鎵、鈮酸鋰為**的高性能半導體晶體廣泛應用于信息傳輸、光存儲、光通訊、微波、LED、汽車電子、航空航天、高速列車、智能電網和超高壓輸變電、石油勘探、雷達與通信等國民經濟和軍工領域。碳化硅單晶材料是目前發展最為成熟的第三代半導體材料，其禁帶寬度是硅的3倍，飽和電子漂移速率是硅的2倍，臨界擊穿電場大于硅的10倍或砷化鎵的5倍，熱導率是藍寶石的20倍或砷化鎵的10倍，化學穩定性好，在高溫、高壓、高頻、大功率、光電、抗輻射、微波等電子應用領域和航天軍工、核能等極端環境應用有著不可替代的優勢。 碳化硅是發展第3代半導體產業的關鍵基礎材料。杭州6寸半絕緣碳化硅襯底碳化硅sic的光...

SiC由Si原子和C原子組成，其晶體結構具有同質多型體的特點，在半導體領域最常見的是具有立方閃鋅礦結構的3C-SiC和六方纖鋅礦結構的4H-SiC和6H-SiC。21世紀以來以Si為基本材料的微電子機械系統(MEMS)已有長足的發展，隨著MEMS應用領域的不斷擴展，Si材料本身的性能局限性制約了Si基MEMS在高溫、高頻、強輻射及化學腐蝕等極端條件下的應用。因此尋找Si的新型替代材料正日益受到重視。在眾多半導體材料中，SiC的機械強度、熱學性能、抗腐蝕性、耐磨性等方面具有明顯的優勢，且與IC工藝兼容，故而在極端條件的MEMS應用中，成為Si的優先替代材料。碳化硅作為新興的戰略先導產業，它是發展...

隨著全球電子信息及太陽能光伏產業對硅晶片需求量的快速增長，硅晶片線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為**的寬禁帶材料，是繼Si和GaAs之后的第三代半導體。與Si及GaAs相比，SiC具有寬禁帶、高熱導率、高擊穿場強、高飽和電子漂移速率、化學性能穩定等優點。所以，SiC特別適合于制造高溫、高頻、高功率、抗輻射、抗腐蝕的電子器件。此外，六方SiC與GaN晶格和熱膨脹相匹配，也是制造高亮度GaN發光和激光二極管的理想襯底材料。SiC晶體目前主要應用于光電器件如藍綠光發光二極管以及紫外光激光二極管和功率器件包括大功率肖托基二極管，MES晶體管微波器件等...

碳化硅sic的電學性質 SiC的臨界擊穿電場比常用半導體Si和GaAs都大很多，這說明SiC材料制作的器件可承受很大的外加電壓，具備很好的耐高特性。另外，擊穿電場和熱導率決定器件的最大功率傳輸能力。擊穿電場對直流偏壓轉換為射頻功率給出一個基本的界限，而熱導率決定了器件獲得恒定直流功率的難易程度。SiC具有優于Si和GaAs的高溫工作特性，因為SiC的熱導率和擊穿電場均高出Si，GaAs好幾倍，帶隙也是GaAs，Si的兩三倍。 電子遷移率和空穴遷移率表示單位電場下載流子的漂移速度，是器件很重要的參數，會影響到微波器件跨導、FET的輸出增益、功率FET的導通...

PVT法和HTCVD法生長碳化硅晶體原理圖。兩者都可以用于生長4H-SiC碳化硅晶片，HTCVD更像是PVT的“加強版”。PVT法的優勢在于相對簡單易控制，市場占有率高，生長n型導電晶片很成熟。其劣勢是p型導電和高阻半絕緣型晶片生長成本高，不能生長高質量的高純半絕緣晶片。HTCVD法的優勢是可以生長導電型（n、p）和高純半絕緣晶片，可以控制摻雜濃度，使晶片中載流子濃度在3×1013～5×1019/cm3之間可調。其劣勢是技術門檻高，市場占有率低。SiC作為第三代半導體材料的杰出**由于其特有的物理化學特性成為制作高頻、大功率、高溫器件的理想材料。四川led碳化硅襯底 隨著全球電子信息及太陽能...