郑州碳化硅衬底4寸

由于SiC单晶材料和外延设备的限制，上世纪七十年代中国才开始对碳化硅晶体进行深入研究。在国家973计划和863计划的支持下，中科院物理研究所、西安电子科技大学、山东大学、中电46所等重要机构启动了“宽禁带半导体SiC基础研究”、“SiC高频高温功率器件”和“SiC单晶衬**备”等项目。虽然目前与国际先进水平相比，我国仍有很大差距，但是山东大学研制出的SiC单晶生长加工和单晶炉技术在国内遥遥**。目前我国已成功掌握4英寸SiC单晶生长技术，2、3英寸SiC衬底已进行量产，各大研究机构正在重点研究6英寸SiC衬底的制备技术以及低位元错密度、大面积的SiC外延技术。西安电子科技大学已经通过外延生长法成功制得并测试证明6环SiC的品格结构情况，同时在材料性质、载流子输运展开理论和实验研究上取得重大进展。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。郑州碳化硅衬底4寸

目前以SiC碳化硅为**的第三代半导体具有禁带宽、热导率高，击穿场强高，饱和电子漂移速率高，化学性能稳定，硬度高，抗磨损，高键和高能量以及抗辐射等优点，可***用于制造高温，高频，高功率，抗辐射，大功率和高密集集成电子器件，用SiC碳化硅衬底开发的电力电子器件（SBD、MOSFET、IGBT、BJT、JFET等）用在输变电、风力发电、太阳能、混合动力汽车等电力电子领域，降低电力损失，减少发热量，高温工作，提高效率，增加可靠性等优点郑州碳化硅衬底4寸碳化硅(SiC)由于其独特的物理及电子特性，在一些应用上成为比较好的半 导体材料。

在4H-SiC材料和器件发展方面，美国处于国际**地位，已经从探索性研究阶段向大规模研究和应用阶段过渡。CREE公司已经生产出4英寸(100 mm)零微管(ZMP)n型SiC衬底。同时，螺旋位错(screw dislocation)密度被降低到几十个／cm2。商用水平比较高的器件：4H-SiC MESFET在S-波段连续波工作60W(1.5GHz，ldB压缩)，漏效率45％(1.5GHz，POUT=PldB)，工作频率至2.7GHz。近期CREE公司生产的CRF35010性能达到：工作电压48V，输出功率10W，工作频率3.4-3.8GHz，线性增益10dB；美国正在逐步将这种器件装备在***武器上，如固态相控阵雷达系统、***通讯电子系统、高频电源系统、电子战系统——干扰和威胁信号预警等。其中Cree公司的SiC MESFET功率管已经正式装备美国海军的新一代预警机E2D样机。近期俄罗斯、欧洲和日本加快发展，SiC材料生长和器件制造技术也在不断走向成熟。

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。

国际上基本上采用PVT法制备碳化硅单晶。目前能提供4H-SiC晶片的企业主要集中在欧美和日本。其中Cree产量占全球市场的85%以上，占领着SiC晶体生长及相关器件制作研究的前沿。目前，Cree的6英寸SiC晶片已经商品化，可以小批量供货。此外，国内外还有一些初具规模的SiC晶片供应商，年销售量在1万片上下。Cree生产的SiC晶片有80%以上是自已消化的，用于LED衬底材料，所以Cree是全球***一家大量生产SiC基LED器件的公司，这个业务使得它的市场表现突出，公司市盈率长期居于高位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。郑州碳化硅衬底4寸

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。郑州碳化硅衬底4寸

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相比，SiC的禁带宽度为其2-3倍，同时具有其4.4倍的热导率，8倍的临界击穿电场，2倍的电子饱和漂移速度，这些优异性能使其成为在航天航空、雷达、环境监测、汽车马达、通讯系统等应用中生产耐高温、高频、抗辐射、大功率半导体器件材料的*****，特别是Sic发光二极管的辐射波长广，在光电集成电路中具有广阔的应用前景。 郑州碳化硅衬底4寸