日本開發(fā)直徑100mm的高品質(zhì)碳化硅單晶片
2008年05月26日 10:44 7058次瀏覽 來源： 中國有色網(wǎng) 分類： 新技術(shù)
新日本制鐵公司開發(fā)出直徑為100mm的高品質(zhì)碳化硅（SiC）單晶片。該晶片將導(dǎo)致器件通電不良的微管缺陷控制在1個/cm2以下，無微管區(qū)域在90%以上。
碳化硅單晶片與目前作為半導(dǎo)體器件襯底材料使用的硅單晶片相比，具有良好的耐磨損、耐電壓性能，且電損耗可抑制在硅片的數(shù)十分之一至十分之一。因此有望作為下一代半導(dǎo)體材料用于高性能且省電的轉(zhuǎn)換設(shè)備、家電用功率組件、電動汽車用功率半導(dǎo)體元件等，預(yù)計今后市場將進(jìn)一步擴大。
SiC單晶片一般用升華再結(jié)晶法制造。該方法是在2400℃以上高溫的坩堝中，讓SiC粉末升華的蒸氣在種晶上再結(jié)晶。但是，由于是超高溫結(jié)晶生長，因此工藝控制較困難，生長大直徑單晶時結(jié)晶缺陷較多。目前，市售的高品質(zhì)晶片尺寸最大為2~3英寸。市場非常需要適合器件批量生產(chǎn)的100mm（4英寸）SiC單晶片。由于SiC單晶片中存在的微管缺陷對器件而言是致命缺陷，因此將這種缺陷降至極低（1個/cm2以下）對功率半導(dǎo)體元件向?qū)嵱没较虬l(fā)展是非常重要的。
新日鐵公司在計算機模擬技術(shù)的基礎(chǔ)上，利用獨自的坩堝結(jié)構(gòu)，選擇最佳的結(jié)晶生長時的溫度分布和升華蒸氣的物質(zhì)移動等，大幅降低了SiC單晶片在結(jié)晶生長時缺陷的產(chǎn)生，將微管缺陷控制在1個/cm2以下，開發(fā)出品質(zhì)極高的100mm SiC單晶。生長出的SiC單晶塊的高度為數(shù)十毫米，用金剛石鋸切割后研磨成晶片。
該公司計劃今后將該材料實際應(yīng)用于產(chǎn)業(yè)機械用轉(zhuǎn)換器、家電制品等追求高能量效率的領(lǐng)域。
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