炭化珪素基板は半絶縁性タイプと導電性タイプに分けられる。現在、半絶縁炭化珪素基板の製品仕様は4インチが主流です。導電性炭化ケイ素市場では、現在主流の基板製品仕様は6インチです。
RF 分野の下流用途のため、半絶縁 SiC 基板およびエピタキシャル材料は米国商務省による輸出規制の対象となっています。基板としての半絶縁SiCは、GaNヘテロエピタキシーにとって好ましい材料であり、マイクロ波分野での重要な応用の見通しを持っています。サファイアの結晶不整合が 14%、Si の結晶不整合が 16.9% であるのに比べ、SiC および GaN 材料の結晶不整合はわずか 3.4% です。 SiCの超高熱伝導率と相まって、高エネルギー効率のLEDとGaNで作製された高周波・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基板の研究開発は常にSiC単結晶基板の研究開発の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）黒鉛坩堝、断熱材の吸着および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する。
2) 結晶の品質と電気的特性を確保しながら、電気的活性によって残留する浅準位の不純物を補償するために深い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、河北 Synlight Crystal Co., Ltd.です。
導電性のSiC結晶は、成長雰囲気に窒素を注入することによって得られます。導電性炭化ケイ素基板は主にパワーデバイスの製造に使用され、炭化ケイ素パワーデバイスは高電圧、高電流、高温、高周波、低損失などの独自の利点を備えており、既存のシリコンベースのパワーデバイスのエネルギー使用を大幅に改善します。変換効率は、効率的なエネルギー変換の分野に重大かつ広範囲に影響を与えます。主な応用分野は、電気自動車/充電スタンド、太陽光発電新エネルギー、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、その他の分野のパワーデバイスであるため、用途の見通しはより広く、メーカーも多数になります。
炭化ケイ素の結晶タイプ: 最高の 4H 結晶質炭化ケイ素の典型的な構造は 2 つのカテゴリーに分類できます。1 つは 3C-SiC または β-SiC として知られる閃亜鉛鉱構造の立方晶系炭化ケイ素結晶タイプで、もう 1 つは六方晶系です。または、6H-SiC、4H-sic、15R-SiCなどに代表される大周期構造のダイヤモンド構造で、総称してα-SiCと呼ばれます。 3C-SiC は、デバイスの製造において抵抗率が高いという利点があります。ただし、Si と SiC の格子定数と熱膨張係数の間に大きな不一致があるため、3C-SiC エピタキシャル層に多数の欠陥が発生す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の成長プロセスがより優れており、電子移動度の点で 3C-SiC および 6H-SiC よりも高く、4H のマイクロ波特性が優れているため、MOSFET の製造において大きな可能性を秘めています。 -SiC MOSFET。
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投稿日時: 2024 年 7 月 16 日