碳化硅晶片的优势

碳化硅晶片是硅和碳的人工化合物，具有优异的电气和耐热性能。

抗热震性使这种材料非常适合用于功率半导体和电动汽车充电基础设施，提供由温度骤变引起的瞬态机械负载。当考虑将抗热震性作为使用要求时，这一特性使其成为完美的材料选择。

高导热性

碳化硅（SiC）晶片的高热导率使其成为高温高压电子设备的首选材料，例如电动汽车或 5G 技术中使用的功率半导体或高速传感器。SiC 能够承受航空航天等恶劣环境，这使其有别于其他晶片材料。

制造碳化硅晶片需要几个关键步骤。首先，使用精密锯将单晶锭切割成薄晶片。接着，这些晶片要经过化学和机械处理，以获得均匀的表面和厚度，然后再作为光刻、蚀刻和沉积工艺的基础，从而制造出半导体器件。

在这一过程中，工程和研究至关重要，特别是碳化硅的硬度远高于等效的硅，因此切片所需的时间远远长于等效的硅包。因此，必须仔细校准切片方法。

目前，有多种方法可用于生产高质量的碳化硅晶片。其中一种方法是激光切片；这种方法已被证明对碳化硅等大型硬质材料特别成功；但是，这种工艺可能很昂贵，而且需要大量的工程努力才能成功实施。

高抗热震性

碳化硅晶片正在彻底改变电力电子技术。由于能够承受高温和高压，这些晶片已成为电动汽车和可再生能源系统的重要组成部分。碳化硅晶片的宽带隙使其能够处理比传统半导体材料更高的频率。

SiC 是一种硬度极高的陶瓷材料，可承受极端温度，同时还能抵抗化学侵蚀，是加热器外围设备和半导体熔炉的理想材料。此外，它还具有抗热震性，有助于限制温度骤变造成的损坏。

碳化硅晶片不仅具有抗热震性，还具有热膨胀系数低的特点，这意味着其膨胀和收缩的速度大致相同，在极端条件下也能保持尺寸一致。碳化硅的这一特性使其成为制造小型设备的理想材料，这些设备可在一个芯片上安装更多晶体管。

碳化硅材料可以通过在真空炉中进行高温电弧烧结或化学气相沉积（CVD）来生产，在化学气相沉积过程中，特殊气体进入真空环境并结合形成立方碳化硅晶体，然后通过浆料沉积或金刚石工具沉积到基底上。

高温稳定性

碳化硅晶片具有优异的电气和热性能，是电力电子应用的理想材料。与其他半导体材料相比，碳化硅的宽带隙使其能够承受更高的温度和电压；此外，碳化硅的高电子迁移率使其能够更有效地处理更大的电流，从而加快响应时间并提高能量密度。

碳化硅晶片的制造始于高纯度蓝宝石、锗或硅的单晶锭。用精密锯切割成薄片后，这些晶锭要经过几道化学和机械工序，才能获得平整光滑的表面--作为光刻、蚀刻和沉积等设备成形的基础。

碳化硅是一种由纯硅和碳组成的化合物，可以掺入氮或磷来生产 n 型半导体，或掺入镓、铝或硼来生产 p 型半导体。由于具有耐腐蚀、低熔点和热稳定性等特性，PEEK 可用于多种工业应用--从半导体熔炉的晶圆托盘支架和桨，到用作晶圆传送机构的晶圆托盘支架和桨。碳化硅具有出色的强度和耐用性，是热敏电阻和变阻器等温度和电压控制设备的理想材料。此外，这种高耐受性材料还能很好地抵御辐射照射和化学侵蚀--这些特性使其在电动汽车和充电基础设施等电力应用领域得到了广泛应用。

高耐用性

碳化硅晶片可以承受极端的温度和电压，是在电动汽车、太阳能转换、5G 无线技术或航空航天电子设备等苛刻环境中需要高性能的电子设备的绝佳选择。

碳化硅（SiC）晶片是由蓝宝石、锗或硅的单晶锭通过精密锯切割成的晶片。碳化硅晶片通过化学和机械工艺进行抛光和精加工，以获得均匀的表面和厚度，然后成为光刻加工、蚀刻或沉积工艺的理想候选材料。

碳化硅晶片在生产过程中会受到严重的应力和冲击。由于其脆性，在处理这种材料时必须采取预防措施，例如，工人应佩戴防护设备，以避免吸入粉尘和受到污染。

碳化硅是一种宽带隙半导体材料，温度和频率性能均优于传统的硅基器件。这使得碳化硅成为安森美半导体（ON）和Wolfspeed（WOLF）等公司的诱人材料选择，这些公司在碳化硅衬底上生产功率半导体。

优质晶片对各种应用的适用性起着至关重要的作用。碳化硅晶圆的分级（Prime 和 Research）设定了晶圆必须达到的性能阈值，以帮助工程师达到预期效果。优质级硅片具有较低的缺陷密度和微管密度，可确保将可能改变设备功能的缺陷降至最低。