탄화규소 기판은 반절연형과 전도성형으로 나뉩니다. 현재 반절연 탄화규소 기판 제품의 주류 규격은 4인치입니다. 전도성 탄화규소 시장에서는 현재 주류 기판 제품 규격이 6인치입니다.
RF 분야의 하위 응용 분야로 인해 반절연 SiC 기판 및 에피택셜 재료는 미국 상무부의 수출 통제 대상입니다. 기판으로서의 반절연 SiC는 GaN 이종 에피택시에 선호되는 재료이며 마이크로파 분야에서 중요한 응용 가능성을 가지고 있습니다. 사파이어의 결정 불일치(14%) 및 실리콘의 결정 불일치(16.9%)와 비교했을 때, SiC와 GaN 재료의 결정 불일치는 3.4%에 불과합니다. SiC의 초고열전도율과 결합하여 제작된 고에너지 효율 LED 및 GaN 고주파 고출력 마이크로파 소자는 레이더, 고출력 마이크로파 장비 및 5G 통신 시스템에서 큰 이점을 제공합니다.
반절연 SiC 기판의 연구 개발은 SiC 단결정 기판 연구 개발의 핵심 과제였습니다. 반절연 SiC 소재를 성장시키는 데에는 두 가지 주요 어려움이 있습니다.
1) 흑연 도가니, 단열재 흡착 및 분말 도핑으로 인해 유입되는 N 공여체 불순물을 줄입니다.
2) 결정의 품질과 전기적 특성을 보장하면서, 잔류하는 얕은 준위 불순물을 전기적 활성으로 보상하기 위해 깊은 준위 중심을 도입합니다.
현재 반절연 SiC 생산 능력을 갖춘 제조업체는 주로 SICC, Semisic Crystal, Tanke Blue, Hebei Synlight Crystal Co., Ltd.입니다.
전도성 탄화규소(SiC) 결정은 성장 분위기에 질소를 주입하여 얻습니다. 전도성 탄화규소 기판은 주로 전력 소자 제조에 사용되며, 고전압, 고전류, 고온, 고주파, 저손실 등의 독특한 장점을 지닌 탄화규소 전력 소자는 기존 실리콘 기반 전력 소자의 에너지 변환 효율을 크게 향상시켜 효율적인 에너지 변환 분야에 중대하고 광범위한 영향을 미칠 것입니다. 주요 응용 분야는 전기 자동차/충전기, 태양광 신에너지, 철도 운송, 스마트 그리드 등입니다. 전도성 제품의 하위 제품이 주로 전기 자동차, 태양광 등의 전력 소자이기 때문에 응용 전망이 더욱 넓고 제조업체도 많습니다.
탄화규소 결정 구조: 최적의 4H 결정질 탄화규소의 전형적인 구조는 크게 두 가지로 나눌 수 있습니다. 하나는 섬아연석 구조를 갖는 입방정 탄화규소 결정 구조로, 3C-SiC 또는 β-SiC로 알려져 있습니다. 다른 하나는 육방정계 또는 마름모꼴의 대주기 구조로, 6H-SiC, 4H-SiC, 15R-SiC 등에서 흔히 볼 수 있으며, 이를 통칭하여 α-SiC라고 합니다. 3C-SiC는 소자 제조 시 높은 저항률이라는 장점을 가지고 있습니다. 그러나 Si와 SiC의 격자 상수 및 열팽창 계수 간의 큰 불일치는 3C-SiC 에피택셜 층에 다수의 결함을 유발할 수 있습니다. 4H-SiC는 결정 성장 및 에피택셜 층 성장 공정이 더욱 우수하고, 전자 이동도 측면에서 3C-SiC 및 6H-SiC보다 높아 MOSFET 제조에 큰 잠재력을 가지고 있으며, 이는 4H-SiC MOSFET에 더 나은 마이크로파 특성을 제공합니다.
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게시 시간: 2024년 7월 16일