天津碳化硅衬底进口半绝缘

时间:2020年11月14日 来源:

碳化硅(SiC)半导体器件在航空、航天探测、核能开发、卫星、石油和地热钻井勘探、汽车发动机等高温(350~500oC)和抗辐射领域具有重要应用;          高频、高功率的碳化硅(SiC)器件在雷达、通信和广播电视领域具有重要的应用前景;(目前航天和**下属的四家院所已有两家开始使用,订货1亿/年,另两家还在进行测试,在航天宇航碳化硅器件是不可取代的,可以抵御太空中强大的射线辐射及巨大的差,在核战或强电磁干扰作用的时候,碳化硅电子器件的耐受能力远远强于硅基器件,雷达、通信方面有重要作用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。天津碳化硅衬底进口半绝缘


       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,且在大功率LED方面具有非常大的优势。此外,碳化硅除了用作LED衬底,它还可以制造高耐压、大功率电力电子器件如肖特基二极管(SBD/JBS)、绝缘栅双极型晶体管(IGBT)、晶闸管(GTO)、金属-氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)等,用于智能电网、太阳能并网、电动汽车等行业。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。比如一台35kW的太阳能光伏并网逆变器,全部使用硅器件,能耗可达2.8kW,转换效率为92%,全部换成碳化硅的器件后,能耗可低至1.4kW,约为硅逆变器的50%,转换效率上升4%,为96%,一座30MW的太阳能发电站,全部使用碳化硅功率器件后可节约大量电能,节能效果十分***。碳化硅可在超过200℃的高温下长期稳定地工作,因此,相比于硅,碳化硅方案可以大量缩减冷却负担,实现系统的小型化和一体化。碳化硅基电力电子器件已经应用于新一代航空母舰的电磁弹射系统,大幅度提高了舰载机起降效率,增强了航母作战性能。 天津碳化硅衬底进口半绝缘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。

碳化硅sic的光学性质  材料带隙即禁带的大小决定了器件的很多性质,包括光谱响应特性、抗辐射特性、工作温度以及击穿电压等许多器件的重要特性。SiC的禁带宽,如4H-SiC是3.2eV,6H-SiC是2.8eV,所以SiC具有良好的紫外光谱响应特性,对红外辐射不响应,抗辐射特性好,可应用于检测红热背景下的微弱紫外信号。而且其暗电流很低,工作温度高,故也可用于探测高温环境中的紫外信号。  SiC在很宽的光谱范围(2.2~3.2eV)内也有良好的发光特性。不过,SiC的光学特性与晶体取向及同质多型体的结构有很密切的关系。

随着电力电子变换系统对于效率和体积提出更高的要求,SiC(碳化硅)将会是越来越合适的半导体器件。尤其针对光伏逆变器和UPS应用,SiC器件是实现其高功率密度的一种非常有效的手段。

由于SiC相对于Si的一些独特性,对于SiC技术的研究,可以追溯到上世界70年代。   简单来说,SiC主要在以下3个方面具有明显的优势:   击穿电压强度高(10倍于Si)   更宽的能带隙(3倍于Si)   热导率高(3倍于Si)    这些特性使得SiC器件更适合应用在高功率密度、高开关频率的场合。当然,这些特性也使得大规模生产面临一些障碍,直到2000年初单晶SiC晶片出现才开始逐步量产。目前标准的是4英寸晶片,但是接下来6英寸晶片也要诞生,这会导致成本有显着的下降。而相比之下,当今12英寸的Si晶片已经很普遍,如果预测没有问题的话,接下来4到5年的时间18英寸的Si晶片也会出现。 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。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。山东进口4寸sic碳化硅衬底

Cree现在供应的主流衬底片主要是4英寸和6英寸大尺寸晶片。天津碳化硅衬底进口半绝缘

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。天津碳化硅衬底进口半绝缘

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