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    碳化硅降本关键:晶体制备技术
  • 碳化硅降本关键:晶体制备技术
  •   发布日期: 2024-01-22  浏览次数: 241

    碳化硅(SiC)是一种广泛应用于电力电子设备的半导体材料,具有很高的电子迁移率、热导率和耐高温、耐高压的特性。

    然而,SiC的制备成本相对较高,限制了其在更广泛领域的应用。

    降低SiC成本的关键在于提高其晶体制备技术,主要包括以下几个方面:

    1. **种晶和外延生长**:SiC的制备通常需要种晶和外延生长过程,这是一个技术含量高且成本高昂的过程。提高种晶和外延生长的效率和质量,可以显著降低SiC的成本。

    2. **提高晶体质量**:SiC晶体中的缺陷(如位错、微裂纹等)会影响其电性能,因此需要通过优化生长条件和后处理工艺,提高晶体质量,减少缺陷。

    3. **大直径晶片**:目前,SiC晶片的直径通常为4寸或6寸,而硅基半导体已经发展到12寸甚至更大。如果能够实现大直径SiC晶片的制备,将大幅降低单位面积的制备成本。

    4. **设备和工艺优化**:通过设备和工艺的持续优化,提高生产效率,降低能耗,也可以降低SiC的制备成本。

    晶体制备技术主要是指用于生产和制备单晶或多晶材料的一系列技术。这些技术在半导体、光电子、超导、磁性材料等领域有广泛的应用。以下是一些常见的晶体制备技术:

    1. **布里奇曼法**:布里奇曼法是一种晶体生长方法,通常用于生长大尺寸的单晶体。这种方法是通过将原料熔化,然后在冷却过程中控制温度和生长速度,使得晶体从熔体中生长出来。

    2. **Czochralski法(CZ法)**:CZ法是一种常用的单晶生长方法,特别是用于生长硅单晶。这种方法是通过将一块种晶插入熔融的原料中,然后慢慢提升并旋转,使得原料在种晶上生长,形成大尺寸的单晶。

    3. **气相外延法**:气相外延法是一种在衬底上生长薄膜的方法。这种方法是通过将原料气体引入反应室,在高温下分解并在衬底上沉积,形成薄膜。常见的气相外延法有MOCVD(有机金属化学气相沉积)和MBE(分子束外延)。

    4. **液相外延法**:液相外延法是一种在衬底上生长薄膜的方法。这种方法是通过将衬底插入含有溶解原料的溶液中,然后通过控制温度和浓度,使得原料在衬底上沉积,形成薄膜。

    这些晶体制备技术都有各自的优点和缺点,适用于不同的应用和材料。选择哪种方法取决于所需晶体的性质、质量、尺寸和成本等因素。


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