化合物半導體碳化矽粉體材料技術探討 | 我要找工作
![化合物半導體碳化矽粉體材料技術探討](https://i.imgur.com/sLIY79K.jpg)
2022年5月5日—碳化矽(SiliconCarbide;SiC)是一種由碳和矽兩種元素組成的化合物半導體材料,具備寬能帶(EnergyGap,3.2eV)、熱導率高、耐擊穿電壓高、電子漂移速率 ...
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化合物半導體碳化矽晶圓材料已是全球重要的策略材料,其中,高純半絕緣型(HPSI)碳化矽晶圓因高純度、高電阻、與氮化鎵熱膨脹係數接近等特性,被選擇用於5G、衛星RF通訊功率放大器產業中,做為氮化鎵磊晶成長的關鍵襯底材料。高純半絕緣碳化矽單晶生長以粉體為原料,高純度的碳化矽粉體可採用高純矽粉和碳粉在高溫下反應合成,然而,如何達到高純度(≧99.999%)與半絕緣(Nitrogen Doping <5 × 1015/cm3)是一大挑戰。本文藉由相關數據的探討瞭解,找出高純度半絕緣碳化矽粉體合成製程中的關鍵,做為未來發展的重點方向。
【內文精選】
SiC碳化矽晶片的市場
根據MarketsandMarkets的預測,化合物功率半導體的市場規模於2026年將增至相較2020年逾6倍的44億7,820萬美元;碳化矽帶動各式功率產品的成長,如電力電網、工業馬達、太陽能、風力發電、RF射頻產業等,特別是電動車產業將成為未來成長速度最高的產業,如圖一所示。其中,以大尺寸6吋以上SiC晶圓的發展將為主流,在2020~2025年的年複合成長率將達53.8%,主要以4H-SiC(六方晶體結構(Hexagonal Polytype or Alpha-type))為主流。
圖一、碳化矽帶動各式功率產品的成長,特別是電動車產業
我國目前也具有碳化矽晶圓長晶產業,如中美晶、漢民、盛新、穩晟等。高純半絕緣SiC晶圓的長晶技術仍在發展中,主要原因之一為缺乏「高純度半絕緣碳化矽粉體原料」,目前這項粉體製造技術掌握在國外長晶公司內部,並且不對外銷售粉體;同時,用於合成用的高純度矽粉及高純度碳粉,在國際上也受到化合物半導體產業競爭的影響,各國強化了出口的審核,導致國內無法輕易地取得高純度的矽粉及碳粉,造成我國高純半絕緣SiC晶圓發展的限制。
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