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资料介绍

第三代半导体材料碳化硅与氮化镓技术

一、引言

第三代半导体材料以碳化硅和氮化镓为代表,具有宽禁带、高击穿场强和高热导率的特性,在高温、高频、高压和高功率应用中具有显著优势。SiCGaN正在推动功率电子和射频电子领域的技术革命,在新能源汽车、5G通信和新能源发电等领域展现出巨大的应用潜力。

二、碳化硅材料

2.1 材料特性

SiC的禁带宽度约为3.26eV,是硅的3倍。击穿场强约为硅的10倍,热导率约为硅的3倍。这些特性使SiC器件可以在更高电压、更高温度和更高频率下工作。

2.2 SiC衬底和外延

SiC衬底通过物理气相输运法生长,生长温度超过2000℃SiC衬底的尺寸从4英寸发展到6英寸和8英寸。SiC外延层通过化学气相沉积在衬底上生长,外延层的质量和均匀性影响器件的性能。

2.3 SiC功率器件

SiC MOSFETSiC功率器件的代表产品,耐压等级从600V1700V,开关损耗远低于硅IGBTSiC MOSFET800V电动汽车平台中具有显著优势。SiC肖特基二极管在开关电源和光伏逆变器中广泛应用。

三、氮化镓材料

3.1 材料特性

GaN的禁带宽度约为3.4eV,电子迁移率高,饱和电子速度快。GaN的二维电子气(2DEG)具有极高的电子浓度和迁移率,适用于高频和高功率应用。


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