跟着近年来美国对我国半导体工业的重重禁运封锁广泛报道,大家对第二代半导体中的硅基半导体,也已经有许多了解。而今日,我们要谈的,是下一代,即第三代半导体中的一种重要材料——碳化硅。
碳化硅(SiC),与氮化镓(GaN)、金刚石、氧化锌(ZnO)等一同,属于第三代半导体。碳化硅等第三代半导体具有禁带宽度大、击穿电场高、热导率大、电子饱和漂移速度高、介电常数小等共同的性能。用这种特性制作的电力或电子元件,体积更小、传输速度更快、可靠性更高,耗能更低,最 高能够降低50%以上的能量丢失,积减小75%左右。特别重要的是,三代半导体能够在更高的温度、电压和频率下工作。
因此,碳化硅等第三代半导体,在半导体照明光电器材、电力电子、射频微波器材、激光器和勘探器材、太阳能电池和生物传感器等其他器材等方面展现出巨大的潜力。在军用方面,SiC首要用于大功率高频功率器材。
碳化硅半导体的生产过程包括单晶成长、外延层成长以及器材/芯片制作,别离对应衬底、外延和器材/芯片。后文会环绕这三个方面,对碳化硅工业的国产化开展进行讨论。
对应碳化硅的衬底的2种类型,即导电型碳化硅衬底和半绝缘型碳化硅衬底。在导电型碳化硅衬底上,成长碳化硅外延层,能够制得碳化硅外延片,进一步制成功率器材,首要应用于新能源轿车等范畴;在半绝缘型碳化硅衬底上,成长氮化镓外延层制得碳化硅基氮化镓外延片,可进一步制成微波射频器材,应用于5G通讯等范畴。