日本开发直径100mm的高品质碳化硅单晶片

2008年05月26日 10:44 6531次浏览 来源:   分类: 新技术

  新日本制铁公司开发出直径为100mm的高品质碳化硅(SiC)单晶片。该晶片将导致器件通电不良的微管缺陷控制在1个/cm2以下,无微管区域在90%以上。
  碳化硅单晶片与目前作为半导体器件衬底材料使用的硅单晶片相比,具有良好的耐磨损、耐电压性能,且电损耗可抑制在硅片的数十分之一至十分之一。因此有望作为下一代半导体材料用于高性能且省电的转换设备、家电用功率组件、电动汽车用功率半导体元件等,预计今后市场将进一步扩大。
  SiC单晶片一般用升华再结晶法制造。该方法是在2400℃以上高温的坩埚中,让SiC粉末升华的蒸气在种晶上再结晶。但是,由于是超高温结晶生长,因此工艺控制较困难,生长大直径单晶时结晶缺陷较多。目前,市售的高品质晶片尺寸最大为2~3英寸。市场非常需要适合器件批量生产的100mm(4英寸)SiC单晶片。由于SiC单晶片中存在的微管缺陷对器件而言是致命缺陷,因此将这种缺陷降至极低(1个/cm2以下)对功率半导体元件向实用化方向发展是非常重要的。
  新日铁公司在计算机模拟技术的基础上,利用独自的坩埚结构,选择最佳的结晶生长时的温度分布和升华蒸气的物质移动等,大幅降低了SiC单晶片在结晶生长时缺陷的产生,将微管缺陷控制在1个/cm2以下,开发出品质极高的100mm SiC单晶。生长出的SiC单晶块的高度为数十毫米,用金刚石锯切割后研磨成晶片。
  该公司计划今后将该材料实际应用于产业机械用转换器、家电制品等追求高能量效率的领域。

责任编辑:CNMN

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