Das Siliziumkarbid-Substrat ist in einen halbisolierenden Typ und einen leitfähigen Typ unterteilt. Derzeit beträgt die gängige Spezifikation für halbisolierte Siliziumkarbid-Substratprodukte 4 Zoll. Auf dem Markt für leitfähiges Siliziumkarbid beträgt die aktuelle Mainstream-Produktspezifikation für Substrate 6 Zoll.
Aufgrund nachgelagerter Anwendungen im HF-Bereich unterliegen halbisolierte SiC-Substrate und Epitaxiematerialien der Exportkontrolle des US-Handelsministeriums. Halbisoliertes SiC als Substrat ist das bevorzugte Material für die GaN-Heteroepitaxie und hat wichtige Anwendungsaussichten im Mikrowellenbereich. Verglichen mit der Kristallfehlanpassung von Saphir 14 % und Si 16,9 %, beträgt die Kristallfehlanpassung von SiC- und GaN-Materialien nur 3,4 %. In Verbindung mit der ultrahohen Wärmeleitfähigkeit von SiC bieten die damit hergestellten LED- und GaN-Hochfrequenz- und Hochleistungs-Mikrowellengeräte mit hoher Energieeffizienz große Vorteile bei Radar, Hochleistungs-Mikrowellengeräten und 5G-Kommunikationssystemen.
Die Forschung und Entwicklung von halbisolierten SiC-Substraten stand schon immer im Mittelpunkt der Forschung und Entwicklung von SiC-Einkristallsubstraten. Beim Züchten von halbisolierten SiC-Materialien gibt es zwei Hauptschwierigkeiten:
1) Reduzieren Sie die N-Donor-Verunreinigungen, die durch Graphittiegel, Wärmeisolationsadsorption und Dotierung im Pulver entstehen;
2) Während die Qualität und die elektrischen Eigenschaften des Kristalls sichergestellt werden, wird ein Zentrum mit tiefem Niveau eingeführt, um die verbleibenden Verunreinigungen auf flachem Niveau durch elektrische Aktivität zu kompensieren.
Derzeit sind die Hersteller mit halbisolierten SiC-Produktionskapazitäten hauptsächlich SICC Co, Semisic Crystal Co, Tanke Blue Co, Hebei Synlight Crystal Co., Ltd.
Der leitfähige SiC-Kristall wird durch Einspritzen von Stickstoff in die Wachstumsatmosphäre erreicht. Leitfähiges Siliziumkarbid-Substrat wird hauptsächlich bei der Herstellung von Leistungsgeräten verwendet. Siliziumkarbid-Leistungsgeräte mit hoher Spannung, hohem Strom, hoher Temperatur, hoher Frequenz, geringem Verlust und anderen einzigartigen Vorteilen werden die bestehende Nutzung von Energie für siliziumbasierte Leistungsgeräte erheblich verbessern Der Umwandlungswirkungsgrad hat erhebliche und weitreichende Auswirkungen auf den Bereich der effizienten Energieumwandlung. Die Hauptanwendungsbereiche sind Elektrofahrzeuge/Ladesäulen, neue Photovoltaik-Energie, Schienenverkehr, Smart Grid und so weiter. Da es sich bei den nachgelagerten leitfähigen Produkten hauptsächlich um Leistungsgeräte in Elektrofahrzeugen, Photovoltaik und anderen Bereichen handelt, sind die Anwendungsaussichten breiter und die Hersteller zahlreicher.
Siliziumkarbid-Kristalltyp: Die typische Struktur des besten 4H-kristallinen Siliziumkarbids kann in zwei Kategorien unterteilt werden: Die eine ist der kubische Siliziumkarbid-Kristalltyp mit Sphaleritstruktur, bekannt als 3C-SiC oder β-SiC, und die andere ist die hexagonale oder Diamantstruktur der großen Periodenstruktur, die typisch für 6H-SiC, 4H-sic, 15R-SiC usw. ist und zusammen als α-SiC bezeichnet wird. 3C-SiC hat den Vorteil eines hohen spezifischen Widerstands bei der Herstellung von Geräten. Allerdings kann die hohe Diskrepanz zwischen Si- und SiC-Gitterkonstanten und Wärmeausdehnungskoeffizienten zu einer großen Anzahl von Defekten in der 3C-SiC-Epitaxieschicht führen. 4H-SiC hat ein großes Potenzial für die Herstellung von MOSFETs, da seine Kristallwachstums- und Epitaxieschichtwachstumsprozesse besser sind und in Bezug auf die Elektronenmobilität ist 4H-SiC höher als 3C-SiC und 6H-SiC, was bessere Mikrowelleneigenschaften für 4H bietet -SiC-MOSFETs.
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Zeitpunkt der Veröffentlichung: 16. Juli 2024