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江蘇4寸led碳化硅襯底

來(lái)源: 發(fā)布時(shí)間:2021-08-15

隨著全球電子信息及太陽(yáng)能光伏產(chǎn)業(yè)對(duì)硅晶片需求量的快速增長(zhǎng),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(dǎo)體。與Si及GaAs相比,SiC具有寬禁帶、高熱導(dǎo)率、高擊穿場(chǎng)強(qiáng)、高飽和電子漂移速率、化學(xué)性能穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。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(fā)光和激光二極管的理想襯底材料。SiC晶體目前主要應(yīng)用于光電器件如藍(lán)綠光發(fā)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。


Cree在SiC襯**備方面具有業(yè)內(nèi)**地位,它的產(chǎn)品是業(yè)界的風(fēng)向標(biāo),**了需求的發(fā)展方向。江蘇4寸led碳化硅襯底


       采用碳化硅作襯底的LED器件亮度更高、能耗更低、壽命更長(zhǎng)、單位芯片面積更小,且在大功率LED方面具有非常大的優(yōu)勢(shì)。此外,碳化硅除了用作LED襯底,它還可以制造高耐壓、大功率電力電子器件如肖特基二極管(SBD/JBS)、絕緣柵雙極型晶體管(IGBT)、晶閘管(GTO)、金屬-氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)等,用于智能電網(wǎng)、太陽(yáng)能并網(wǎng)、電動(dòng)汽車等行業(yè)。與傳統(tǒng)硅基功率電力電子器件相比,碳化硅基功率器件可以**降低能耗,節(jié)約電力。比如一臺(tái)35kW的太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)逆變器,全部使用硅器件,能耗可達(dá)2.8kW,轉(zhuǎn)換效率為92%,全部換成碳化硅的器件后,能耗可低至1.4kW,約為硅逆變器的50%,轉(zhuǎn)換效率上升4%,為96%,一座30MW的太陽(yáng)能發(fā)電站,全部使用碳化硅功率器件后可節(jié)約大量電能,節(jié)能效果十分***。碳化硅可在超過(guò)200℃的高溫下長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作,因此,相比于硅,碳化硅方案可以大量縮減冷卻負(fù)擔(dān),實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的小型化和一體化。碳化硅基電力電子器件已經(jīng)應(yīng)用于新一代航空母艦的電磁彈射系統(tǒng),大幅度提高了艦載機(jī)起降效率,增強(qiáng)了航母作戰(zhàn)性能。 江蘇4寸led碳化硅襯底采用碳化硅作襯底的LED器件亮度更高、能耗更低、壽命更長(zhǎng)、單位芯片面積更小。

  此外,碳化硅材料的重要用途還包括:微波器件襯底[3]、石墨烯外延襯底[4]、人工鉆石。碳化硅(指半絕緣型)是射頻微波器件的理想襯底材料,以之為襯底的微波器件其輸出功率密度是砷化鎵(GaAs)器件的10倍以上,工作頻率達(dá)到100GHz以上,可以***提高雷達(dá)、通信、電子對(duì)抗以及智能武器的整體性能和可靠性,使用碳化硅基微波器件的雷達(dá)其測(cè)距由原來(lái)的80~100km提升到現(xiàn)在的超過(guò)300km。在碳化硅襯底上外延生長(zhǎng)石墨烯,可望制造高性能的石墨烯集成電路,是當(dāng)前國(guó)際研發(fā)的熱點(diǎn),IBM(美國(guó))已經(jīng)投入了巨資進(jìn)行研發(fā)[5],并取得了重要進(jìn)展,在半絕緣型碳化硅上創(chuàng)建了全球較早全功能石墨烯集成電路[6]。碳化硅晶體的硬度僅次于鉆石,其明亮度、光澤度和火彩甚至超過(guò)了鉆石,基于碳化硅的人工鉆石(莫桑鉆)也已經(jīng)面市。

    碳化硅(SiliconCarbide)是C元素和Si元素形成的化合物,目前已發(fā)現(xiàn)的碳化硅同質(zhì)異型晶體結(jié)構(gòu)有200多種,其中六方結(jié)構(gòu)的4H型SiC(4H-SiC)具有高臨界擊穿電場(chǎng)、高電子遷移率的優(yōu)勢(shì),是制造高壓、高溫、抗輻照功率半導(dǎo)體器件的優(yōu)良半導(dǎo)體材料,也是目前綜合性能比較好、商品化程度比較高、技術(shù)**成熟的第三代半導(dǎo)體材料,與硅材料的物理性能對(duì)比,主要特性包括:(1)臨界擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度是硅材料近10倍;(2)熱導(dǎo)率高,超過(guò)硅材料的3倍;(3)飽和電子漂移速度高,是硅材料的2倍;(4)抗輻照和化學(xué)穩(wěn)定性好;(5)與硅材料一樣,可以直接采用熱氧化工藝在表面生長(zhǎng)二氧化硅絕緣層。碳化硅功率半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈主要包含單晶材料、外延材料、器件、模塊和應(yīng)用這幾個(gè)環(huán)節(jié)。其中,單晶材料是碳化硅功率半導(dǎo)體技術(shù)和產(chǎn)業(yè)的基礎(chǔ),主要技術(shù)指標(biāo)有單晶直徑、微管密度、單晶電阻率、表面粗糙度、翹曲度等;外延材料是實(shí)現(xiàn)器件制造的關(guān)鍵,主要技術(shù)指標(biāo)有外延片直徑、外延層厚度、外延層摻雜濃度和表面缺點(diǎn)密度等;器件是整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈的**,主要技術(shù)指標(biāo)有阻斷電壓、單芯片導(dǎo)通電流/電阻、阻斷狀態(tài)的漏電流、工作溫度等;模塊是實(shí)現(xiàn)器件應(yīng)用的橋梁。SiC作為襯底材料應(yīng)用的***程度僅次于藍(lán)寶石,目前還沒(méi)有第三種襯底用于GaNLED的商業(yè)化生產(chǎn)。

SiC材料具有良好的電學(xué)特性和力學(xué)特性,是一種非常理想的可適應(yīng)諸多惡劣環(huán)境的半導(dǎo)體材料。它禁帶寬度較大,具有熱傳導(dǎo)率高、耐高溫、抗腐蝕、化學(xué)穩(wěn)定性高等特點(diǎn),以其作為器件結(jié)構(gòu)材料,可以得到耐高溫、耐高壓和抗腐蝕的SiC-MEMS器件,具有廣闊的市場(chǎng)和應(yīng)用前景。同時(shí)SiC陶瓷具有高溫強(qiáng)度大、抗氧化性強(qiáng)、耐磨損性好、熱穩(wěn)定性佳、熱膨脹系數(shù)小、熱導(dǎo)率大、硬度高以及抗熱震和耐化學(xué)腐蝕等優(yōu)良特性。因此,是當(dāng)前**有前途的結(jié)構(gòu)陶瓷之一,并且已在許多高技術(shù)領(lǐng)域(如空間技術(shù)、核物理等)及基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)(如石油化工、機(jī)械、車輛、造船等)得到應(yīng)用,用作精密軸承、密封件、氣輪機(jī)轉(zhuǎn)子、噴嘴、熱交換器部件及原子核反應(yīng)堆材料等。如利用多層多晶碳化硅表面微機(jī)械工藝制作的微型電動(dòng)機(jī),可以在490℃以上的高溫環(huán)境下穩(wěn)定工作。但是SiC體單晶須在高溫下生長(zhǎng),摻雜難于控制,晶體中存在缺點(diǎn),特別是微管道缺點(diǎn)無(wú)法消除,而且SiC體單晶非常昂貴,因此發(fā)展低溫制備SiC薄膜技術(shù)對(duì)于SiC器件的實(shí)際應(yīng)用有重大意義。碳化硅可在超過(guò)200℃的高溫下長(zhǎng)期穩(wěn)定地工作,因此,相比于硅,碳化硅方案可以大量縮減冷卻負(fù)擔(dān)。江蘇4寸led碳化硅襯底

碳化硅材料的重要用途還包括:微波器件襯底、石墨烯外延襯底。江蘇4寸led碳化硅襯底

銷售順應(yīng)行業(yè)集中度提升以及安全、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的大趨勢(shì),積極優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),增產(chǎn)活性染料,將有利于行業(yè)優(yōu)勝劣汰,樹(shù)立行業(yè)**,在加強(qiáng)自身競(jìng)爭(zhēng)力的同時(shí),推動(dòng)行業(yè)良性發(fā)展。分久必合的集中度提高。每當(dāng)行業(yè)發(fā)展進(jìn)入成長(zhǎng)期,行業(yè)中相關(guān)企業(yè)數(shù)量增多,市場(chǎng)供給極快增長(zhǎng)。陶瓷研磨球,碳化硅,陶瓷精加工,拋光液的供給過(guò)剩一般會(huì)導(dǎo)致行業(yè)產(chǎn)品收入下滑,行業(yè)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)加劇,成本落后的企業(yè)得到淘汰。一體化的優(yōu)勢(shì)在于提高整個(gè)貿(mào)易型的運(yùn)行效率和下游產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)能力,同時(shí)豐富公司的產(chǎn)品線。較低的一體化是進(jìn)入門(mén)檻較低的上下游,一般是購(gòu)買(mǎi)上游的原材料進(jìn)行向上一體化,**的一體化是進(jìn)入門(mén)檻較高的上下游,一般需要通過(guò)技術(shù)突破或者外延并購(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)。隨著我國(guó)現(xiàn)代化工規(guī)模的飛速擴(kuò)張,化工正向著專業(yè)化、科技化發(fā)展。我國(guó)化工行業(yè)景氣指標(biāo)保持平穩(wěn)向上的走勢(shì)?;の锪餍袠I(yè)是現(xiàn)代物流產(chǎn)業(yè)的重要細(xì)分領(lǐng)域之一,其發(fā)展與化工行業(yè)緊密相關(guān)。江蘇4寸led碳化硅襯底

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