加载中…
个人资料
电子器件油柑网
电子器件油柑网
  • 博客等级:
  • 博客积分:0
  • 博客访问:6,366
  • 关注人气:3
  • 获赠金笔:0支
  • 赠出金笔:0支
  • 荣誉徽章:
相关博文
推荐博文
谁看过这篇博文
加载中…
正文 字体大小:

SiC离大规模量产尚需临门一脚

(2019-06-24 09:53:16)
标签:

sic

半导体

电子元器件采购网

分类: 电子元器件

本文由电子元器件采购网分享,随着微电子技术的发展,传统的Si和GaAs半导体材料由于本身结构和特性的原因,在高温、高频、光电等方面越来越显示出其不足和局限性,目前,人们已将注意力转移到SiC材料,这将是最成熟的宽能带半导体材料。

SiC离大规模量产尚需临门一脚

身为第三代的半导体材料,SiC具有能带宽、热导率高、电子的饱和漂移速度大、临界击穿电场高,以及介电常数低、化学稳定性好等特点,成为制作高温、高频、大功率、抗辐照、短波长发光及光电整合元件的理想材料,在高频、大功率、耐高温、抗辐照的半导体元件及紫外探测器等方面,都具有广泛的应用前景。

SiC优越的半导体特性,未来将可为众多的元件所采用。SiC拥有高温结构材料特性,目前已经广泛应用于航空、航天、汽车、机械、石化等工业领域。利用其高热导、高绝缘性,目前在电子工业中则是用于大规模整合电路的基板和封装材料。在冶金工业中则作为高温热交换材料和脱氧剂。目前SiC最为人所熟知知的仍然是作为理想的高温半导体材料。随着SiC半导体技术的进一步发展,SiC元件的应用领域也越来越广阔,成为国际上新材料、微电子和光电子领域研究的新热点。

正因为如此,SiC具有的优良特性、诱人的应用前景,及巨大的市场潜力,也势必将引来激烈的竞争。可以预料,它既是科学家争先占领的高技术领域制高点,又是能带来巨大商业利益的战场。

SiC膜层材料具有很大的发展潜力和应用前景,在现代工业的高速发展和技术水准的高度要求下,SiC膜层材料必将以其独特优势,在工业领域占据重要位置。但同时也必须注意,SiC膜层材料在未来的时间若要取得更进一步发展,并开始进行量产的脚步,还需要进行更多的技术研究和应用实现。因此,进一步加强理论研究、降低成本、提高材料质量,并持续进行实践探索,将是今后的工作重点。

碳化硅的以下问题,都解决了吗?

目前已在使用的长晶技术则包含高温化学气象沉积法(HTCVD),与高温升华法(HTCVT)两种。

以台湾磊拓科技所代理的设备为例,旗下代理的PVA TePla品牌的SiCube单晶长晶炉,能够提供HTCVD和HTCVT这两种长晶法,其工作温度皆需2600°C ,而工作压力则落在5至900 mbar。

虽然有长晶设备,但碳化硅晶圆的生产仍是十分困难,不仅是因为产能仍十分有限,而且品质十分的不稳定。

以目前良率最高的HTCVD法为例,它是以摄氏1500至2500度的高温下,导入高纯度的硅烷(silane;SiH4)、乙烷(ethane)或丙烷(propane),或氢气(H2)等气体,在生长腔内进行反应,先在高温区形成碳化硅前驱物,再经由气体带动进入低温区的籽晶端前沉积形成单晶。

然而,HTCVD技术必须精准的控制各区的温度、各种气体的流量、以及生长腔内的压力,才有办法得到品质精纯的晶体。因此在产量与品质上仍是待突破的瓶颈。

依据目前的硅晶业者的生产情况,一般而言,生产8吋的硅晶棒,需要约2天半的时间来拉晶,6吋的硅晶棒则需要约一天。接着,待晶棒冷却之后,再进行晶圆的切片和研磨。

至于碳化硅晶圆,光长晶的时间,就约需要7至10天,而且生成的高度可能只有几吋而已(硅晶棒可达1至2米以上),再加上后续的加工制程也因为硬度的影响而相对困难,因此其产能十分有限,品质也不稳定。

另外,晶圆短缺与设计经验不足影响碳化硅终端芯片发展。

据了解,目前全球仅约有三、四家业者(Cree、Norstel、新日铁住金等)能提供稳定的产量。中国虽然已着手自产,但在品质方面尚未能赶上美日,因此全球的产能仍十分有限,目前市场也仍是处于短缺的状况。这也说明了现今整个碳化硅半导体产业的情况,不仅上游晶圆的价格无法松动,连带终端芯片的价格也难以让多数业者接受。

另一个发展限制,则是在碳化硅元件的应用与设计上。由于硅晶圆问世已久,而且行之有年,有非常完整的工具与技术支撑,因此绝大多数的芯片工程师只熟悉硅元件的芯片开发,但对于碳化硅元件的性能与用途,其实不怎么清楚。

工程师对碳化硅元件本身的性能就已经不太清楚,再加上晶圆品质的不稳定,导致元件的良率与可靠度不足,让整个的产业发展非常缓慢。

以上就是SiC离大规模量产尚需临门一脚,希望对各位有帮助。

0

阅读 评论 收藏 转载 喜欢 打印举报/Report
  • 评论加载中,请稍候...
发评论

    发评论

    以上网友发言只代表其个人观点,不代表新浪网的观点或立场。

      

    新浪BLOG意见反馈留言板 电话:4000520066 提示音后按1键(按当地市话标准计费) 欢迎批评指正

    新浪简介 | About Sina | 广告服务 | 联系我们 | 招聘信息 | 网站律师 | SINA English | 会员注册 | 产品答疑

    新浪公司 版权所有