以硅(Si)、砷化镓(GaAs)为代表的第一代和第二代半导体材料的高速发展,推动了微电子、光电子技术的迅猛发展。然而受材料性能所限,这些半导体材料制成的器件大都只能在200℃以下的环境中工作,不能满足现代电子技术对高温、高频、高压以及抗辐射器件的要求。因此下一代半导体材料呼之欲出,碳化硅(SiC)材料成为了第三代半导体材料的代表。
SiC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,具有禁带宽度大(Si的3倍)、高热导率(Si的3.3倍或GaAs的10倍)、高电子饱和迁移速率(Si的2.5倍)、高击穿电场(Si的10倍或GaAs的5倍)等突出特性,是制作高温、高频、大功率、高压器件的理想材料之。
图 碳化硅的主要器件形式及应用,来源:亿渡数据
- 碳化硅外延片是指在碳化硅衬底上生长了一层有一定要求的、与衬底晶向相同的单晶薄膜(外延层)的碳化硅片。
- SiC器件是指以碳化硅为原材料制成的器件,按照电阻性能的不同分为导电型碳化硅功率器件和半绝缘型碳化硅基射频器件。SiC器件在高温、高压、高频、大功率电子器件领域和航天、军工、核能等极端环境应用领域有着不可替代的优势,弥补了传统半导体材料器件在实际应用中的缺陷,正逐渐成为功率半导体的主流。
近年来,我国碳化硅产业蓬勃发展,下面我们一起通过近期举办的深圳半导体展,一起来看看国内碳化硅的最新进展。
山西烁科
江西烁科拥有包括碳化硅粉料制备、单晶生长、晶片加工等整套生产线及工艺技术。通过自主研发,先后完成4、6、8英寸碳化硅单晶衬底技术攻关。目前8英寸大尺寸碳化硅衬底实现小批量产,目前正快速在下游客户中验证。
合盛硅业
合盛硅业业务涵盖导电型 / 半绝缘型 6 英寸碳化硅衬底与外延的研发与生产,目前,正在建设导电型 / 半绝缘型 6 英寸碳化硅衬底与外延片产线。此次展出设6 英寸N型碳化硅双面抛光衬底片、6 英寸N型碳化硅外延片、6 英寸N型碳化硅晶锭。
天域半导体
天域半导体凭借先进的外延工艺向下游客户提供N型、P型掺杂半导体材料,制作650V~3300V、3300V~20000V单极和双极功率器件,主要包括SBD、MOSFET、IGBT、JBS等。
希科半导体
希科半导体专注于碳化硅外延晶片的研发与产业化,为客户提供低缺陷率和高均匀性要求的6英寸导电型碳化硅外延晶片。
普兴电子
普兴电子致力于高性能半导体外延材料的研发和生产,此次展品有5、6、8英寸硅外延片、6、8英寸N型碳化硅外延片。
长联半导体
长联半导体此次展出碳化硅二极管、碳化硅MOS、碳化硅模块。
森国科
森国科展出的功率器件产品包括650V、1200V碳化硅二极管、1200V碳化硅MOSFET及模块。
平创半导体
重庆平创半导体研究院此次展出的产品有650V-3300V碳化硅二极管和1200V/1700V碳化硅MOSFET器件与模块。
优晶光电
优晶光电开发UKING电阻法大尺寸碳化硅长晶设备及工艺,已推出第四代机型UKING ERH SiC RV4.0电阻法碳化硅长晶设备,适用于6英寸、8英寸晶体。