碳化硅晶片的优势

碳化硅晶片是一种创新的半导体衬底,与传统硅相比具有许多优势。从革新电力电子技术到提供超高速通信系统,碳化硅有望为一系列技术和行业带来革命性的变化。

碳化硅具有良好的耐高温和耐高压性能,是功率半导体、光伏电池和电动汽车充电基础设施的重要材料。遗憾的是,由于其硬度较高,需要使用特殊工具进行切割。

高导热性

碳化硅晶片是电力电子器件的重要组成部分,因为它具有出色的导热性,能够在运行过程中有效散热,使器件即使在恶劣条件下也不会降低性能。

碳化硅的宽带隙使电子难以从价带进入传导带,有助于防止高压应用中的漏电,并防止热渗漏。此外,碳化硅的抗氧化性和化学惰性使其成为许多高温半导体应用的绝佳材料选择。

碳化硅具有较低的热膨胀系数,这意味着它在冷热变化时的膨胀或收缩不会发生显著变化,有助于减少可能导致器件开裂或断裂的温度梯度造成的应力,同时还能在一个晶圆上安装更多晶体管,这两点对于提高芯片生产的可靠性都非常重要。

热膨胀系数低

碳化硅具有热膨胀系数低的特点,这意味着当温度发生变化时,碳化硅不会明显膨胀或收缩,因此是手机和其他电子设备等对稳定性要求较高的应用的理想材料。此外,碳化硅还能承受极端温度,同时抵御化学侵蚀。

食品级硅橡胶不仅无毒安全,还可用于食品生产。此外,它还具有多种用途,从工业炉的耐火衬里和隔热部件到管道系统中的摩擦轴承和机械密封件。

制造商生产立方碳化硅晶片的方法是在开放式 "艾奇逊 "炉中,将硅砂与石油焦或其他碳源一起加热到高温,生成绿色或黑色的高纯度结晶碳化硅。一些制造商还采用化学气相沉积法生产立方碳化硅;这两种方法都需要消耗大量能源和设备。

高硬度

众所周知,碳化硅具有极强的弹性和抗热震性,这意味着突然的温度变化不会使其破裂,也不会导致突然的断裂或断裂。这使得碳化硅成为功率半导体等需要高抗破坏性的器件的绝佳材料选择;此外,碳化硅还具有较低的导通电阻和总栅极电荷,因此开关速度更快,效率更高。

碳化硅由硅和碳结合而成,可以形成各种晶体结构。阿尔法碳化硅的应用最为广泛,因为它的六角形晶体结构模仿沃特兹晶体。具有锌混晶结构的 Beta 型碳化硅可能不那么普遍,但仍有一些应用。

制造许多复杂的半导体器件都需要碳化硅基底,因此必须进行适当的制备,以实现高精度和高一致性的外延生长。为了完成这项任务,我们使用与客户工厂安装的特定工具相匹配的金刚石抛光浆料和抛光垫进行外延生长。

高抗热震性

碳化硅晶片具有优异的热传导性和低膨胀性,因此具有超强的抗热震性,可承受极高的温度而不降低强度。碳化硅晶圆的特性使其适合用作晶圆托盘支撑或电炉中的桨叶,甚至可以耐酸或熔盐。

碳化硅具有耐腐蚀、耐磨损和耐侵蚀的特性,因此越来越多地成为切割片和砂轮等研磨工具的首选材料。铸造厂使用碳化硅坩埚熔化金属;其物理特性和优异的电子特性使其成为功率器件的合适候选材料。

在购买碳化硅晶片时,评估其晶体形态和缺陷密度至关重要,因为这将影响器件性能。此外,为获得理想的电气性能而选择有效的掺杂工艺也不容忽视。

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