碳化硅材料的主要應(yīng)用

碳化硅（ Silicon Carbide, SiC)具有很好的電學(xué)特性，其中禁帶寬度 （2.3~3.3eV）約是Si的3倍，擊穿電場(chǎng)強(qiáng)度（0.8×10?~3×10?V/cm）約是Si的10倍，飽和漂移速度（2.7x10?cm/s）則是Si 的2.7倍，熱導(dǎo)率(4.9W/ (cm ?K)）約是Si的3.2倍。Si、GaAs、4H-SiC 三種半導(dǎo)體材料的物理參數(shù)見(jiàn)表2-1。

碳化硅材料主要應(yīng)用于高壓功率器件，許多SiC 器件已經(jīng)投入應(yīng)用。碳化硅產(chǎn)業(yè)鏈包括碳化硅材料制備、芯片制造、器件銷(xiāo)售和設(shè)備供應(yīng)。目前美國(guó)在碳化硅的芯片制造和器件銷(xiāo)售方面處于領(lǐng)先地位，而日本主要是在碳化硅的設(shè)備供應(yīng)領(lǐng)域處于領(lǐng)先地位。

SiC 是新一代的寬禁帶半導(dǎo)體材料，在半導(dǎo)體應(yīng)用中有極大的發(fā)展?jié)摿?。SiC 在軍事方面的應(yīng)用有導(dǎo)彈芯片、相控陣?yán)走_(dá)、航空母艦等，在新能源方面的應(yīng)用有 LED 綠色照明。在節(jié)能環(huán)保方面，SiC 芯片可用于發(fā)電/輸電逆變器開(kāi)關(guān)，在輸送電過(guò)程中能夠節(jié)省 50%~70%的傳輸損耗電力。在電動(dòng)汽車(chē)方面，SiC 芯片作為車(chē)載半導(dǎo)體器件能夠?qū)崿F(xiàn)節(jié)能減耗，而且在體積上能夠節(jié)省 80%左右的空間，為電動(dòng)汽車(chē)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展提供了巨大幫助。在高端裝備制造方面，新能源汽車(chē)、船舶、航空、航天飛機(jī)和宇航開(kāi)發(fā)所需通信系統(tǒng)都需要大量的 SiC芯片。

全球在 SiC 材料的研究及商用化 SiC 功率器件的開(kāi)發(fā)方面尚處于起步階段，中國(guó)的企業(yè)亟待對(duì)整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行技術(shù)整合，應(yīng)該及早發(fā)展 SiC原材料的純化技術(shù)、SiC晶體生長(zhǎng)設(shè)備的制造技術(shù)、SiC 晶體生長(zhǎng)技術(shù)、SiC芯片生產(chǎn)技術(shù)，以及相關(guān) SiC 器件設(shè)計(jì)和制造的技術(shù)。