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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，...

设备制造商之间的一场大战正在牵引逆变器领域展开，尤其是纯电池电动汽车。一般来说，混合动力车正朝着48伏电池的方向发展。对于动力发明家来说，SiC对于混合动力车来说通常太贵了，尽管有例外。与混合动力一样，纯电池电动汽车由牵引逆变器组成。高压母线将逆变器连接到蓄电池和电机。电池为汽车提供能量。驱动车辆的电机有三个接头或电线。这三个连接延伸至牵引逆变器，然后连接至逆变器模块内的六个开关。每个开关实际上都是一个功率半导体，在系统中用作电开关。对于开关，现有的技术是IGBT。因此，牵引逆变器可能由六个额定电压为1200伏的IGBT组成。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...

碳化硅SiC的应用前景 由于SiC具有上述众多优异的物理化学性质，不仅能够作为一种良好的高温结构材料，也是一种理想的高温半导体材料。近20年，伴随薄膜制备技术的高速发展，SiC薄膜已经被***应用于保护涂层、光致发光、场效应晶体管、薄膜发光二极管以及非晶Si太阳能电池的窗口材料等。另外，作为结构材料的SiC薄膜还被认为是核聚变堆中比较好的防护材料，在不锈钢基体上沉积一层SiC薄膜，可以**地降低氚的渗透率，并保持聚变反应的稳定性。总结起来，SiC具有以下几个方面的应用：(1)高的硬度与热稳定性，可用于***涂层；(2)稳定的结构，在核反应技术中用作核聚变堆等离子体的面对材料：(3)大的禁带宽...

SiC有多种同质多型体，不同的同质多型体有不同的应用范围。典型的有3C-SiC、4H-SiC和6H-SiC，它们各有不同的应用范围。其中，3C-SiC是***具有闪锌矿结构的同质多型体，其电子迁移率比较高，再加上有高热导率和高临界击穿电场，非常适合于制造高温大功率的高速器件；6H-SiC具有宽的带隙，在高温电子、光电子和抗辐射电子等方面有使用价值，使用6H-SiC制造的高频大功率器件，工作温度高，功率密度有极大的提升；而4H-SiC具有比6H-SiC更宽的带隙和较高的电子迁移率，是大功率器件材料的比较好选择。由于SiC器件在国防和民用领域不可替代的地位，世界上很多国家对SiC半导体...

降低碳化硅衬底的成本的三个方法：1）做大尺寸：衬底的尺寸越大，边缘的浪费就越小，有利于进一步降低芯片的成本。6英寸衬底面积为4英寸衬底的，相同的晶体制备时间内衬底面积的倍数提升带来衬底成本的大幅降低，与此同时，单片衬底上制备的芯片数量随着衬底尺寸增大而增多，单位芯片的成本也即随之降低。2）提高材料使用效率：由于技术限制，长晶时间很难缩短，而单位时间内长晶越厚成本越低，因此可以设法增加晶锭厚度；另一方面，目前的切割工艺很容易造成浪费，可以通过激光切割或其他技术手段减少切割损耗。3）提高良率：以山东天岳为例，碳化硅衬底产品良率逐年提升，综合良率由30%提升至38%，国内厂商良率情况普遍...

碳化硅（SiC）又叫金刚砂，密度是3.2g/cm3，天然碳化硅非常罕见，主要通过人工合成。按晶体结构的不同分类，碳化硅可分为两大类：αSiC和βSiC。在热力学方面，碳化硅硬度在20℃时高达莫氏9.2-9.3，是硬的物质之一，可以用于切割红宝石；导热率超过金属铜，是Si的3倍、GaAs的8-10倍，且其热稳定性高，在常压下不可能被熔化；在电化学方面，碳化硅具有宽禁带、耐击穿的特点，其禁带宽度是Si的3倍，击穿电场为Si的10倍；且其耐腐蚀性极强，在常温下可以免疫目前已知的所有腐蚀剂。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。江苏进口碳化硅衬底...

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...

碳化硅半导体广泛应用于制造领域！众所周知，碳化硅半导体功率器件可以应用在新能源领域。“现在我们新能源汽车所用的电可能还有煤电，未来光伏发电就会占有更多比重，甚至全部使用光伏发电。”中科院院士欧阳明高曾在一次讨论会上这样说过，光伏需要新能源汽车来消费储能，而新能源汽车也需要完全的可再生能源。下一步两者的结合将形成新的增长点。在欧阳院士提到的三种主要应用“光伏逆变器+储能装置+新能源汽车”中，碳化硅（SiC）MOSFET功率器件都是不可或缺的重要半导体器件。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。苏州碳化硅衬底6寸led碳化硅衬底主要有导电型及半绝缘型两种...

功率半导体是大国重器，必将获得国家战略性支持。 功率半导体产业是高铁、汽车、光伏、电网输电等应用的上游**零部件。 功率半导体国产化是我国实现集成电路产业自主可控的关键环节。功率半导体必将获得国家大基金及地方产业基金的持续战略性支持。经过5-10年的发展，我国将出现一两家企业跻身国际功率半导体产业一线梯队。欧美日三地把控高端市场，中低端市场大陆厂商替代率稳步上升IGBT 及中高压MOSFET 市场主要由欧美日三地企业把控，二极管、晶闸管、中低压MOSFET 等市场国内企业在逐步蚕食海外厂商市场份额，进口替代率稳步上升。在现已开发的宽禁带半导体中,碳化硅(SiC)半导体材料是研究最为成熟的一种...

半导体材料是碳化硅相当有前景的应用领域之一，碳化硅是目前发展成熟的第三代半导体材料。随着生产成本的降低，SiC半导体正在逐步取代一、二代半导体。碳化硅半导体产业链主要包括碳化硅高纯粉料、单晶衬底、外延片、功率器件、模块封装和终端应用等环节。在第三代半导体应用中，碳化硅半导体的优势在于可与氮化镓半导体互补，氮化镓半导体材料的市场应用领域集中在1000V以下，偏向中低电压范围，目前商业碳化硅半导体产品电压等级为600~1700V。由于SiC器件高转换效率、低发热特性和轻量化等优势，下业需求持续增加，有取代SiO2器件的趋势。碳化硅半导体（这里指4H-SiC）是新一代宽禁带半导体。进口sic碳化硅衬...

碳化硅是由碳元素和硅元素组成的一种化合物半导体材料，它与氮化镓（GaN）、氮化铝（AlN）、氧化镓（Ga2O3）等，因禁带宽度大于，在国内也称为第三代半导体材料。目前，以氮化镓、碳化硅为的第三代半导体材料及相关器件芯片已成为全球高技术领域竞争战略制高争夺点。而对于碳化硅和氮化镓这两种芯片，如果想很大程度利用其材料本身的特性，较为理想的方案便是在碳化硅单晶衬底上生长外延层。在碳化硅上长同质外延很好理解，凭借着禁带宽度大、击穿电场高、饱和电子漂移速度高、热导率大等优势，碳化硅特别适于制造耐高温、耐高压，耐大电流的高频大功率的器件，因此在电动汽车、电源、、航天等领域很被看好。 SiC具有...

碳化硅（SiC）是第三代化合物半导体材料。半导体产业的基石是芯片，制作芯片的材料按照历史进程分为：代半导体材料（大部分为目前使用的高纯度硅），第二代化合物半导体材料（砷化镓、磷化铟），第三代化合物半导体材料（碳化硅、氮化镓）。碳化硅因其优越的物理性能：高禁带宽度（对应高击穿电场和高功率密度）、高电导率、高热导率，将是未来被使用的制作半导体芯片的基础材料。从产业格局看，目前全球SiC产业格局呈现美国、欧洲、日本三足鼎立态势。其中美国全球独大，占有全球SiC产量的70%~80%，碳化硅晶圆市场CREE一家市占率高达6成之多；欧洲拥有完整的SiC衬底、外延、器件以及应用产业链，在全球电力...

功率半导体是大国重器，必将获得国家战略性支持。 功率半导体产业是高铁、汽车、光伏、电网输电等应用的上游**零部件。 功率半导体国产化是我国实现集成电路产业自主可控的关键环节。功率半导体必将获得国家大基金及地方产业基金的持续战略性支持。经过5-10年的发展，我国将出现一两家企业跻身国际功率半导体产业一线梯队。欧美日三地把控高端市场，中低端市场大陆厂商替代率稳步上升IGBT 及中高压MOSFET 市场主要由欧美日三地企业把控，二极管、晶闸管、中低压MOSFET 等市场国内企业在逐步蚕食海外厂商市场份额，进口替代率稳步上升。碳化硅的硬度很大，具有优良的导热和导电性能，高温时能抗氧化。浙江碳化硅衬底...

功率半成品在成熟节点上制造。这些设备旨在提高系统的效率并将能量损失降至比较低。通常，它们的额定值是由电压和其他规格决定的，而不是由工艺几何形状决定的。多年来，占主导地位的功率半技术一直（现在仍然）基于硅，即功率MOSFET和绝缘栅双极晶体管（IGBT）。功率MOSFET被认为是低价、当下流行的器件，用于适配器、电源和其他产品中。它们用于高达900伏的应用中。在传统的MOSFET器件中，源极和漏极位于器件的顶部。相比之下，功率MOSFET具有垂直结构，其中源极和漏极位于器件的相对侧。垂直结构使设备能够处理更高的电压。6H-SiC结构最为稳定，适用于制造光电子器件。山东碳化硅衬底进口sicSiC由...

半绝缘型碳化硅衬底主要应用于制造氮化镓射频器件。通过在半绝缘型碳化硅衬底上生长氮化镓外延层，制得碳化硅基氮化镓外延片，可进一步制成氮化镓射频器件；导电型碳化硅衬底主要应用于制造功率器件。与传统硅功率器件制作工艺不同，碳化硅功率器件不能直接制作在碳化硅衬底上，需在导电型衬底上生长碳化硅外延层得到碳化硅外延片，并在外延层上制造各类功率器件。大尺寸碳化硅衬底有助于实现降本增效，已成主流发展趋势。衬底尺寸越大，单位衬底可生产更多的芯片，因而单位芯片成本越低，同时边缘浪费的减少将进一步降低芯片生产成本。目前业内企业量产的碳化硅衬底主要以4英寸和6英寸为主，在半绝缘型碳化硅市场，目前衬底规格以...

到2023年，SiC功率半导体市场预计将达到15亿美元。SiC器件的供应商包括富士、英飞凌、利特弗斯、三菱、安半导体、意法半导体、Rohm、东芝和Wolfspeed。Wolfspeed是CREE的一部分。电力电子在世界电力基础设施中发挥着关键作用。该技术用于工业（电机驱动）、交通（汽车、火车）、计算（电源）和可再生能源（太阳能、风能）。电力电子设备在系统中转换或转换交流电和直流电（AC和DC）。对于这些应用，行业使用各种功率半导体。一些半功率晶体管是晶体管，在系统中用作开关。它们允许电源在“开启”状态动，并在“关闭”状态下停止。目前商用碳化硅外延设备生长速率一般为每小时10μm，且不能持续生长...

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...

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...

功率半导体多被用于转换器及逆变器等电力转换器进行电力控制。目前，功 率半导体材料正迎来材料更新换代，这些新材料就是SiC（碳化硅）和GaN（氮化镓），二者的物理特性均优于现在使用的Si（硅），作为节能***受到了电力公司、汽车厂商和电子厂商等的极大期待。将Si换成GaN或SiC等化合物半导体，可大幅提高产品效率并缩小尺寸，这是Si功率半导体元件（以下简称功率元件）无法实现的。 目前，很多领域都将Si二极管、MOSFET及IGBT（绝缘栅双极晶体管）等晶体管用作功率元件，比如供电系统、电力机车、混合动力汽车、工厂内的生产设备、光伏发电系统的功率调节器、空调等白色家电、服务器及个人电脑等。这些领...

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...

碳化硅早在1842年就被发现了，但直到1955年，飞利浦（荷兰）实验室的Lely才开发出生长高品质碳化硅晶体材料的方法。到了1987年，商业化生产的SiC衬底进入市场，进入21世纪后，SiC衬底的商业应用才算***铺开。碳化硅分为立方相（闪锌矿结构）、六方相（纤锌矿结构）和菱方相3大类共260多种结构，目前只有六方相中的4H-SiC、6H-SiC才有商业价值，美国科锐（Cree）等公司已经批量生产这类衬底。立方相（3C-SiC）还不能获得有商业价值的成品。SiC的基本结构单元是Si-C四面体，属于密堆积结构。四川进口n型碳化硅衬底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...

碳化硅耐高温，与强酸、强碱均不起反应，导电导热性好，具有很强的抗辐射能力。用碳化硅粉直接升华法可制得大体积和大面积碳化硅单晶。用碳化硅单晶可生产绿色或蓝色发光二极管、场效应晶体管，双极型晶体管。用碳化硅纤维可制成雷达吸波材料，在***工业中前景广阔。碳化硅超精细微粉是生产碳化硅陶瓷的理想材料。碳化硅陶瓷具有优良的常温力学性能，如高的抗弯强度，优良的抗氧化性，耐腐蚀性，非常高的抗磨损以及低的磨擦系数，而且高温力学性能（强度、抗蠕变性等）是已知陶瓷材料中比较好的材料，如晶须补强可改善碳化硅的韧性和强度。碳化硅由于其独特的物理及电子特性，在一些应用上成为短波长光电元件，高温，抗幅射以及高频大功率元件...

目前已出现了另一种碳化硅晶体生长方法，即采用高温化学气相沉积方法（HTCVD）。它是用气态的高纯碳源和硅源，在2 200℃左右合成碳化硅分子，然后在籽晶上凝聚生长，生长速率一般为0.5～1mm/h左右，略高于PVT法，也有研究机构可做到2mm/h的生长速率。气态的高纯碳源和硅源比高纯SiC粉末更容易获得，成本更低。由于气态源几乎没有杂质，因此，如果生长时不加入n型掺杂剂或p型掺杂剂，生长出的4H-SiC就是高纯半绝缘（HPSI）半导体。HPSI与SI是有区别的，前者载流子浓度3.5×1013～8×1015/cm3范围，具有较高的电子迁移率；后者同时进行n、p补偿，是高阻材料，电阻率很高，一般用...

不同的SiC多型体在半导体特性方面表现出各自的特性。利用SiC的这一特点可以制作SiC不同多型体间晶格完全匹配的异质复合结构和超晶格，从而获得性能较好的器件．其中6H-SiC结构最为稳定，适用于制造光电子器件：p-SiC比6H-SiC活泼，其电子迁移率比较高，饱和电子漂移速度最快，击穿电场最强，较适宜于制造高温、大功率、高频器件，及其它薄膜材料(如A1N、GaN、金刚石等)的衬底和X射线的掩膜等。而且，β-SiC薄膜能在同属立方晶系的Si衬底上生长，而Si衬底由于其面积大、质量高、价格低，可与Si的平面工艺相兼容，所以后续PECVD制备的SiC薄膜主要是β-SiC薄膜[2]。为了制造碳化硅半导...

以碳化硅、氮化镓、铌酸锂为**的高性能半导体晶体广泛应用于信息传输、光存储、光通讯、微波、LED、汽车电子、航空航天、高速列车、智能电网和超高压输变电、石油勘探、雷达与通信等国民经济和军工领域。碳化硅单晶材料是目前发展最为成熟的第三代半导体材料，其禁带宽度是硅的3倍，饱和电子漂移速率是硅的2倍，临界击穿电场大于硅的10倍或砷化镓的5倍，热导率是蓝宝石的20倍或砷化镓的10倍，化学稳定性好，在高温、高压、高频、大功率、光电、抗辐射、微波等电子应用领域和航天军工、核能等极端环境应用有着不可替代的优势。 碳化硅是发展第3代半导体产业的关键基础材料。杭州6寸半绝缘碳化硅衬底碳化硅sic的光...

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，在半导体领域最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。碳化硅作为新兴的战略先导产业，它是发展...

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...

碳化硅sic的电学性质 SiC的临界击穿电场比常用半导体Si和GaAs都大很多，这说明SiC材料制作的器件可承受很大的外加电压，具备很好的耐高特性。另外，击穿电场和热导率决定器件的最大功率传输能力。击穿电场对直流偏压转换为射频功率给出一个基本的界限，而热导率决定了器件获得恒定直流功率的难易程度。SiC具有优于Si和GaAs的高温工作特性，因为SiC的热导率和击穿电场均高出Si，GaAs好几倍，带隙也是GaAs，Si的两三倍。 电子迁移率和空穴迁移率表示单位电场下载流子的漂移速度，是器件很重要的参数，会影响到微波器件跨导、FET的输出增益、功率FET的导通...

PVT法和HTCVD法生长碳化硅晶体原理图。两者都可以用于生长4H-SiC碳化硅晶片，HTCVD更像是PVT的“加强版”。PVT法的优势在于相对简单易控制，市场占有率高，生长n型导电晶片很成熟。其劣势是p型导电和高阻半绝缘型晶片生长成本高，不能生长高质量的高纯半绝缘晶片。HTCVD法的优势是可以生长导电型（n、p）和高纯半绝缘晶片，可以控制掺杂浓度，使晶片中载流子浓度在3×1013～5×1019/cm3之间可调。其劣势是技术门槛高，市场占有率低。SiC作为第三代半导体材料的杰出**由于其特有的物理化学特性成为制作高频、大功率、高温器件的理想材料。四川led碳化硅衬底 随着全球电子信息及太阳能...