シリコンカーバイド基板は半絶縁型と導電性型に分けられ、現在、半絶縁型シリコンカーバイド基板製品の主流は4インチです。導電性シリコンカーバイド市場では、6インチが主流の基板製品仕様となっています。
半絶縁SiC基板およびエピタキシャル材料は、RF分野における下流用途のため、米国商務省の輸出規制の対象となっています。半絶縁SiC基板はGaNヘテロエピタキシーの優先材料であり、マイクロ波分野における重要な応用展望を有しています。サファイアの結晶不整合率は14%、Siの結晶不整合率は16.9%ですが、SiCとGaN材料の結晶不整合率はわずか3.4%です。SiCの超高熱伝導率と相まって、高エネルギー効率LEDやGaN高周波・高出力マイクロ波デバイスは、レーダー、高出力マイクロ波機器、5G通信システムなどにおいて大きなメリットをもたらします。
半絶縁SiC基板の研究開発は、SiC単結晶基板の研究開発において常に焦点となってきました。半絶縁SiC材料の成長には、主に2つの困難があります。
1) グラファイトるつぼ、断熱吸着、粉末へのドーピングによって導入される N ドナー不純物を低減します。
2) 結晶の品質と電気特性を確保しながら、残留する浅いレベルの不純物を電気的活性で補うために深準位中心が導入されます。
現在、半絶縁SiCの生産能力を持つメーカーは主にSICC Co、Semisic Crystal Co、Tanke Blue Co、Hebei Synlight Crystal Co., Ltd.です。
導電性SiC結晶は、成長雰囲気に窒素を注入することで実現されます。導電性炭化ケイ素基板は主にパワーデバイスの製造に用いられ、炭化ケイ素パワーデバイスは高電圧、大電流、高温、高周波、低損失などの独自の利点を備え、既存のシリコンベースのパワーデバイスのエネルギー変換効率を大幅に向上させ、効率的なエネルギー変換分野に重大かつ広範な影響を与えます。主な応用分野は、電気自動車/充電スタンド、太陽光発電、鉄道交通、スマートグリッドなどです。導電性製品の下流は主に電気自動車、太陽光発電などの分野のパワーデバイスであるため、応用展望は広く、メーカー数も豊富です。
炭化ケイ素の結晶タイプ：最高品質の4H結晶炭化ケイ素の典型的な構造は、3C-SiCまたはβ-SiCと呼ばれる閃亜鉛鉱構造の立方晶炭化ケイ素結晶タイプと、6H-SiC、4H-SiC、15R-SiCなどに代表される大周期構造の六方晶またはダイヤモンド構造の2つのカテゴリーに分けられます。これらは総称してα-SiCと呼ばれます。3C-SiCは、デバイス製造において高い抵抗率という利点があります。しかし、SiとSiCの格子定数および熱膨張係数の大きな不整合により、3C-SiCエピタキシャル層に多くの欠陥が生じる可能性があります。 4H-SiC は、結晶成長およびエピタキシャル層成長プロセスがより優れているため、MOSFET の製造において大きな可能性を秘めており、電子移動度に関しては 3C-SiC や 6H-SiC よりも高く、4H-SiC MOSFET に優れたマイクロ波特性を提供します。
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投稿日時: 2024年7月16日