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SiC作為半導(dǎo)體器件中的重要材料，在高溫、功率、發(fā)光等領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。采用SiC 材料制成的MESFET、MOSFET、JFET、BJT等元件的工作溫度可達(dá)500℃以上，可提供工作于極端環(huán)境下的電子系統(tǒng)；由于其具有較高的飽和電子速度以及高臨界擊穿場(chǎng)強(qiáng)，也是良好的微波和高頻元件材料；采用SiC材料制造出的各種類(lèi)型的MOS器件在耐壓指標(biāo)、溫度指標(biāo)上都達(dá)到了硅MOS器件無(wú)法達(dá)到的水平，是非常重要的功率器件類(lèi)型。隨著SiC材料生長(zhǎng)、器件制造技術(shù)的不斷成熟，將會(huì)有越來(lái)越多的SiC電子產(chǎn)品進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域。 8月25日（周二）晚8:00～9:00，求是緣半導(dǎo)體聯(lián)盟的“全球在線(xiàn)互動(dòng)”活動(dòng)為張斌博士關(guān)于“SiC材料、工藝及其功率器件簡(jiǎn)介”的線(xiàn)上主題演講，形式為：PPT+語(yǔ)音、問(wèn)答討論環(huán)節(jié)。以下為線(xiàn)上分享的PPT及問(wèn)答內(nèi)容：
問(wèn)答討論環(huán)節(jié)： Q1：在工藝中，為什么SiC的歐姆接觸難做？ 因?yàn)榻麕挾忍螅魏谓饘倥c它接觸都會(huì)有1eV的肖特基勢(shì)壘高度，因此做肖特基接觸容易，做歐姆接觸難。 Q2：請(qǐng)教JBS結(jié)構(gòu)的肖特基器件歐姆接觸不好是否會(huì)影響漏電？請(qǐng)問(wèn)JBS耐高壓的難點(diǎn)是什么，是位錯(cuò)嗎？ 歐姆接觸不好并不是影響漏電，而是影響器件的導(dǎo)通電阻，這在硅器件中也是一樣的。對(duì)于硅器件來(lái)說(shuō)，歐姆接觸不是什么問(wèn)題，但對(duì)于碳化硅器件卻是大問(wèn)題，因?yàn)樘蓟璧慕麕挾仁枪璧?倍，這使所有金屬與碳化硅形成的肖特基勢(shì)壘高度就有1eV。 JBS器件要獲得高壓，首先所用的外延的電阻率和摻雜濃度是主要的因素。而器件的終端結(jié)構(gòu)也是保證其耐壓的必要條件。外延中的缺陷（如微管，位錯(cuò)等）會(huì)導(dǎo)致器件性能變差，也包括耐壓降低，這是要盡量避免的。因此應(yīng)該在缺陷盡量少的外延上進(jìn)行器件的制作。 Q3：碳化硅IGBT量產(chǎn)了嗎？目前IGBT的減薄和背面注入工藝很難控制，不知道碳化硅生產(chǎn)工藝流程工藝最大難點(diǎn)是什么？ SiC IGBT還處于研發(fā)階段。碳化硅IGBT工藝難點(diǎn)，MOS溝道遷移率，背面的工藝也是難點(diǎn)之一。 Q4：浙大制作SiC器件的生產(chǎn)線(xiàn)是在哪里？SiC的市場(chǎng)容量會(huì)有多少美元？ 我們?cè)谔K州有一條研發(fā)線(xiàn)，美國(guó)能源部的一個(gè)材料顯示市場(chǎng)容量有80億美元。 Q5：SiC RF上的應(yīng)用介紹下啊，感覺(jué)做GaN和SiC的RF元件國(guó)內(nèi)做的少。 RF一般會(huì)用絕緣或半絕緣的碳化硅襯底，可以減少襯底有關(guān)的寄生電容。根據(jù)我的了解，做襯底的主要有西電、山東大學(xué)、中科院物理所、中電二所、山東天岳；國(guó)內(nèi)做碳化硅器件研究的單位也不多，ZJU、成電、西電、中科院微電所、半導(dǎo)體所、國(guó)網(wǎng)智能研究院、中電55所、南車(chē)。主要還是材料與設(shè)備都很貴，前段時(shí)間向CREE買(mǎi)了幾個(gè)做8000V器件的外延片，花了30幾萬(wàn)。 Q6：SiC的IGBT和SiC之前的IGBT產(chǎn)品相比，主要電參數(shù)會(huì)超出多少？ 這個(gè)沒(méi)有進(jìn)行過(guò)比較，但是在擊穿電壓上會(huì)相差很多。硅器件最高到6.5kV，碳化硅目前可以做到20kV。 Q7：我國(guó)在SiC上趕超另三強(qiáng)國(guó)（指美、日、德），需要哪些條件？請(qǐng)問(wèn)目前CREE公司襯底與國(guó)內(nèi)各家相比主要優(yōu)勢(shì)在哪，是層位錯(cuò)么，這個(gè)指標(biāo)對(duì)實(shí)現(xiàn)器件的影響是什么？ 要趕超幾乎是不可能的，我的觀點(diǎn)有些悲觀。要趕上并接近國(guó)外的水平，我們還需要做很多事，比如需要有大資金的支持，SiC的價(jià)格目前還是比較硅貴很多，一片4寸的碳化硅外延片，要五六千美金，做這方面的研究很費(fèi)錢(qián)。另外，CREE已經(jīng)很早就在碳化硅的材料上進(jìn)行布局，其專(zhuān)利壁壘很難繞過(guò)去，上游的壟斷必然使我們發(fā)展起來(lái)會(huì)比較被動(dòng)。 襯底與外延的好壞直接影響其上面所作的器件的性能，這比硅材料的影響會(huì)更明顯。CREE公司的襯底在各項(xiàng)性能上都是有優(yōu)勢(shì)的，這也是它賣(mài)得貴的原因之一。襯底的性能不光表現(xiàn)在缺陷少，也包括襯底的厚度均勻性、雜質(zhì)摻雜均勻性以及wafer的翹曲度等。相關(guān)缺陷對(duì)器件的影響在我的PPT中可以找到。 張斌
黃小偉
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來(lái)自： leafcho > 《半導(dǎo)體-電子》
