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碳化硅

单晶衬底质料

About SiC Wafer

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什么是碳化硅

碳化硅属于宽禁带半导体质料
和传统质料相比，碳化硅具有优异的物理性能，可以资助分立器件以及模块、甚至是整机系统减小体积和重量，提高效率。

SiC

Si（silicon）+C（carbon）=SiC
碳化硅是由C和Si元素按1：1比例形成的Ⅳ-Ⅳ族化合物半导体质料，硬度仅次于金刚石。
是一种极具生长潜力的半导体质料，同时也属高硬脆性子料。制备工艺重大，加工难度大。

SiC的特点

优异的物理性能
禁带宽度（耐高温）1
高临界击穿电。透哐梗2
高热导率（散热性）3
饱和电子漂移速率（高开关速率）4
4H-SiC Si GaAs GaN
禁带宽度（eV）1 3.26 1.12 1.42 3.42
临界击穿场强（MV/cm）2 2.8 0.3 0.4 3
热导率（W/cmK）3 4.9 1.5 0.46 1.3
饱和电子漂移速率（1E7 cm/s）4 2.7 1 2 2.7
1.更大的禁带宽度，可以保证质料在高温下，电子不易发生跃迁，本征引发弱，从而可以耐受更高的事情温度。
碳化硅的禁带宽度是硅的约3倍，理论事情温度可达400℃以上。

2.临界击穿场强指质料发生电击穿的电场强度，一旦凌驾该数值，质料将失去绝缘性能，进而决议了质料的耐压性能。
碳化硅的临界击穿场强是硅的约10倍，能够耐受更高的电压，更适用于高电压器件。

3.高温是影响器件寿命的主要缘故原由之一，热导率代表了质料的导热能力，碳化硅的高热导率可以有用传导热量，降低器件温度，维持其正常事情。

4.饱和电子漂移速率指电子在半导体质料中的最大定向移动速率，该数值的崎岖决议了器件的开关频率。
碳化硅的饱和电子漂移速率是硅的两倍，有助于提高事情频率，将器件小型化。

碳化硅应用场景

电力电子

碳化硅功率器件具有高电压、大电流、高温、高频率、低消耗等奇异优势，将极大地提高现有使用硅基功率器件的能源转换效率，对高效能源转换领域发生重大而深远的影响。
主要应用领域有电动汽车、充电桩、光伏新能源、轨道交通、智能电网等。

微波通讯

碳化硅基氮化镓射频器件已乐成应用于众多领域，以无线通讯基础设施为主。
碳化硅为衬底的氮化镓射频器件同时具有碳化硅优异的导热性能和氮化镓在高频段下大功率射频输出的优势，能够提供下一代高频电信网络所需要的功率和效能，成为5G基站功率放大器的主流选择。
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