碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)鏈
碳化硅半導(dǎo)體產(chǎn)業(yè)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→終端應(yīng)用”等環(huán)節(jié)。
1碳化硅高純粉料
碳化硅高純粉料是采用PVT法生長(zhǎng)碳化硅單晶的原料,其產(chǎn)品純度直接影響碳化硅單晶的生長(zhǎng)質(zhì)量以及電學(xué)性能。
碳化硅粉料有多種合成方式,主要有固相法、液相法和氣相法3種。其中,固相法包括碳熱還原法、自蔓延高溫合成法和機(jī)械粉碎法;液相法包括溶膠-凝膠法和聚合物熱分解法;氣相法包括化學(xué)氣相沉積法、等離子體法和激光誘導(dǎo)法等。
2單晶襯底
單晶襯底是半導(dǎo)體的支撐材料、導(dǎo)電材料和外延生長(zhǎng)基片。生產(chǎn)碳化硅單晶襯底的關(guān)鍵步驟是單晶的生長(zhǎng),也是碳化硅半導(dǎo)體材料應(yīng)用的主要技術(shù)難點(diǎn),是產(chǎn)業(yè)鏈中技術(shù)密集型和資金密集型的環(huán)節(jié)。目前,SiC單晶生長(zhǎng)方法有物理氣相傳輸法(PVT法)、液相法(LPE法)、高溫化學(xué)氣相沉積法(HT-CVD法)等。
碳化硅單晶生長(zhǎng)方法對(duì)比表
3外延片
碳化硅外延片,是指在碳化硅襯底上生長(zhǎng)了一層有一定要求的、與襯底晶向相同的單晶薄膜(外延層)的碳化硅片。實(shí)際應(yīng)用中,寬禁帶半導(dǎo)體器件幾乎都做在外延層上,碳化硅晶片本身只作為襯底,包括GaN外延層的襯底。
目前,碳化硅單晶襯底上的SiC薄膜制備主要有化學(xué)氣相淀積法(CVD)、液相法(LPE)、升華法、濺射法、MBE法等多種方法。其中,CVD法是制備高質(zhì)量碳化硅晶體薄膜材料與器件的主要方法。
4功率器件
采用碳化硅材料制造的寬禁帶功率器件,具有耐高溫、高頻、高效的特性。
按照器件工作形式,SiC功率器件主要包括功率二極管和功率開(kāi)關(guān)管。SiC功率器件與硅基功率器件一樣,均采用微電子工藝加工而成。
從碳化硅晶體材料來(lái)看,4H-SiC和6H-SiC在半導(dǎo)體領(lǐng)域的應(yīng)用最廣,其中4H-SiC主要用于制備高頻、高溫、大功率器件,而6H-SiC主要用于生產(chǎn)光電子領(lǐng)域的功率器件。
5模塊封裝
模塊封裝可以優(yōu)化碳化硅功率器件使用過(guò)程中的性能和可靠性,可靈活地將功率器件與不同的應(yīng)用方案結(jié)合。
目前,量產(chǎn)階段的相關(guān)功率器件封裝類(lèi)型基本沿用了硅功率器件。碳化硅二極管的常用封裝類(lèi)型以TO220為主,碳化硅MOSFET的常用封裝類(lèi)型以TO247-3為主,少數(shù)采用TO247-4、D2PAK等新型封裝方式。
6終端應(yīng)用
碳化硅器件具有體積小、功率大、頻率高、能耗低、損耗小、耐高壓等優(yōu)點(diǎn)。當(dāng)前主要應(yīng)用領(lǐng)域:各類(lèi)電源及服務(wù)器,光伏逆變器,風(fēng)電逆變器,新能源汽車(chē)的車(chē)載充電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、直流充電樁,變頻空調(diào),軌道交通,軍工等。
相關(guān)資訊
最新產(chǎn)品
同類(lèi)文章排行
- 碳化硅微粉:噴砂與磨料行業(yè)中的明星材料
- 碳化硅、白剛玉等磨料微粉是如何進(jìn)行顆粒整形?
- 大面積碳化硅陶瓷膜層化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)
- 碳化硅陶瓷反應(yīng)連接技術(shù)
- 高精度碳化硅陶瓷制品無(wú)模成型工藝
- 碳化硅陶瓷凝膠注模成型工藝
- 集成電路制造裝備用精密陶瓷結(jié)構(gòu)件的特點(diǎn)
- 固相燒結(jié)碳化娃(SSiC)優(yōu)缺點(diǎn)
- 如何實(shí)現(xiàn)碳化硅晶圓的高效低損傷拋光?
- 一張圖:碳化硅這樣提純,能行嗎?