半导体SiC材料简介
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半导体SiC材料
SiC是啥？有啥用？
SiC的发展历史
1824--瑞典科学家Berzelius在人工合成金刚石的过程中观察到 SiC 1885-- Acheson第一次生长出SiC 晶体 1907--英国电子工程师Round制造出了第一支SiC 的电致发光 二极管 1959--Lely 发明了一种采用升华法生长高质量单晶体的新方 法 1978-- 俄罗斯科学家Tairov 和Tsvetkov 发明了改良的Lely 法 1979--SiC蓝色发光二极管 1981-- Matsunami 发明了Si 衬底上生长单晶SiC 的工艺技术 1991--Cree ResearchInc 用改进的Lely法生产出6H-SiC 1994--获得4H-SiC 晶片 美国Cree公司1997年实现2英寸6H-SiC单晶的市场化，近两年 已实现4英寸6H-SiC单晶的市场化，目前占据全球市场的85％ 走向商品化
SiC半导体的优势
材料
禁带宽度 Eg（eV） 热导率 （w/k.cm） 相对介电 常数 电子饱和 漂移速度 （cm/s） 击穿场强 （V/cm） 熔点 （K） 莫式硬度
Si 1.12 1.5 11.9 107
GaAs 1.42 0.54 12.5 2X107
3C-SiC 6H-SiC 4H-SiC 2.2 4.9 10 2X107 2.9 4.9 9.7 2.5X107 3.2 4.9 9.7 2.5X107
高击穿电场
高导热率
SiC半导体面临的挑战
商业化市场方面 1、昂贵的价格 2、Cree公司技术垄断 技术挑战 1、SiC单晶材料，包括缺陷密度的降低和消除， 以及单晶片尺寸的增加。 2、SiC器件可靠性问题。SiC MOSPET器件目前 存在两个主要的技术难点：低反型层沟道迁移 率和高温高电场下栅氧可靠性。 3、大功率SiC器件封装问题。封装可靠性问题 上升为影响高温SiC电路性能的问题。
3X105
1690
4X105
1510
1~5X106 1~5X106 1~5X106
>2100 >2100 >2100
7Baidu Nhomakorabea
<6.25
9
9
9
SiC半导体的应用
特性 应用
宽带隙
蓝光LED 高温高压二极管 激光二极管 超低漏电流器件 高压大功率开关二极管、 晶体管 电子电力器件 良好的热耗散的大功率器 件 高集成度的器件
SiC是啥？有啥用？
SiC的发展历史
1824--瑞典科学家Berzelius在人工合成金刚石的过程中观察到 SiC 1885-- Acheson第一次生长出SiC 晶体 1907--英国电子工程师Round制造出了第一支SiC 的电致发光 二极管 1959--Lely 发明了一种采用升华法生长高质量单晶体的新方 法 1978-- 俄罗斯科学家Tairov 和Tsvetkov 发明了改良的Lely 法 1979--SiC蓝色发光二极管 1981-- Matsunami 发明了Si 衬底上生长单晶SiC 的工艺技术 1991--Cree ResearchInc 用改进的Lely法生产出6H-SiC 1994--获得4H-SiC 晶片 美国Cree公司1997年实现2英寸6H-SiC单晶的市场化，近两年 已实现4英寸6H-SiC单晶的市场化，目前占据全球市场的85％ 走向商品化
SiC半导体的优势
材料
禁带宽度 Eg（eV） 热导率 （w/k.cm） 相对介电 常数 电子饱和 漂移速度 （cm/s） 击穿场强 （V/cm） 熔点 （K） 莫式硬度
Si 1.12 1.5 11.9 107
GaAs 1.42 0.54 12.5 2X107
3C-SiC 6H-SiC 4H-SiC 2.2 4.9 10 2X107 2.9 4.9 9.7 2.5X107 3.2 4.9 9.7 2.5X107
高击穿电场
高导热率
SiC半导体面临的挑战
商业化市场方面 1、昂贵的价格 2、Cree公司技术垄断 技术挑战 1、SiC单晶材料，包括缺陷密度的降低和消除， 以及单晶片尺寸的增加。 2、SiC器件可靠性问题。SiC MOSPET器件目前 存在两个主要的技术难点：低反型层沟道迁移 率和高温高电场下栅氧可靠性。 3、大功率SiC器件封装问题。封装可靠性问题 上升为影响高温SiC电路性能的问题。
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SiC半导体的应用
特性 应用
宽带隙
蓝光LED 高温高压二极管 激光二极管 超低漏电流器件 高压大功率开关二极管、 晶体管 电子电力器件 良好的热耗散的大功率器 件 高集成度的器件