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我国自主研发的3英寸半绝缘碳化硅单晶生长技术达到世界先进水平 |
来源:中国粉体技术网 更新时间:2015-03-23 09:42:02 浏览次数: |
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碳化硅单晶衬底
(中国粉体技术网/班建伟)《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中的新一代信息功能材料、器件、军工配套关键材料及工程化等,都与第三代半导体——碳化硅晶体有关,《规划纲要》将“高效节能、长寿命的半导体照明产品”列入中长期规划第一重点领域。碳化硅晶体作为多产业的基础原材料,特别广泛的应用于新一代高效、节能电力电子器件上,其新型SiC电力电子器件的开发设计、制造和应用,是节约电能、发展高效节能、长寿命半导体照明产品的重要措施。

作为以研发、生产、销售碳化硅单晶体(片)为主的我国新能源材料企业,德清州晶自主研发“3英寸半绝缘碳化硅单晶生长技术”,经过国家科技成果评估和鉴定,达到国际先进水平。
突破瓶颈创立品牌
据报道,目前,全球90%~95%的碳化硅晶片用于 光电材料LED制造,预计2016年,全球的碳化硅晶片产值达到20亿美元,以碳化硅(SiC)硅片为基础材料的电子行业的全球市场规模将达到60亿美元,仅美国Cree 公司生产碳化硅单晶圆片,在2012年产量上升到全球产量的90%以上,约为60 万片。世界各国对SiC的研究非常重视,巨资发展碳化硅半导体器件。
碳化硅是一种无机非金属材料,又称金钢砂或耐火砂,是用石英砂、石油焦或煤焦等原料在电阻炉内经高温冶炼而成,硬度大,具有优良的导热、导电性能,高温时能抗氧化。所具有的半绝缘性和稳定性,成为不可替代的用于特种材料制造的基础原材料,被广泛用于制造高温、高压半导体。而高纯度的碳化硅,应用在军事、航空、核能及电力等重要的行业,其发展意义和价值十分重要。
该项目成果可以制备大面积的晶片,提高单位成品制备效率、碳化硅粉纯度高,达到99.999%,容易实现规模化生产、采用一次合成方法,工艺流程少,生产简单,操作易行、能够控制减小微管和位错等缺陷密度,生长高质量大块碳化硅单晶……德清州晶通过对技术、结构、工艺及理论的创新突破,实现了碳化硅原料、晶体生长炉、晶体生长控制技术、以及减少高纯原料杂质技术等一系列技术的研发创新,特别是高温低压晶体生长控制技术,实现了在2300℃高温和低压条件下,轴向温度梯度、径向温度梯度及压力水平的调控,使3英寸半绝缘碳化硅单晶片为半绝缘型,还能用于外延生长。晶片的Hall系数载流子数密度达到1.04E12/平方厘米、电阻率达到100492欧姆厘米,电阻值超过了Cree器件的技术标准。晶片达到无微管的水平。
作为节能新生力,德清州晶已有3项国家发明专利和多项核心技术。与国内一些较有实力的电子器件、微波器件、LED有关企业进行了战略合作。目前,建立在浙江省德清县科技创业园内的生产基地,拥有完整的碳化硅单晶生长X射线定向、多线切割、研磨抛光加工线工艺设备,以技术研发、生产、销售、及售后服务体系格局初步形成。
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