冷門：碳化硅半導體材料發展是面臨的主要問題
2020年3月8日
發布者：棕剛玉
來源： 登封市元豐磨料耐材廠
硅材料是電力電子器件的主要材料，碳化硅半導體材料是硅材料在電力工業應用的代表產品，目前對它的研究已成為一種趨勢。雖然它在我國的工業中現在使用的規模還存在嚴重不足，但是近這些年來其在規模上也呈現出了增長的趨勢,在光伏發電、電動汽車等節能減排領域具有眾多的優勢和廣泛應用的前景，但是現階段仍存在一些制約碳化硅器件發展和推廣的瓶頸問題。
一、碳化硅工藝未完全成熟
目前碳化硅晶體的生長主要使用物理氣相傳輸法。需要攻克高溫溫度場精確控制、微管缺陷控制、“固氣固”生長控制技術、單一晶型控制以及直徑放大技術等技術難點。此外，目前的技術水平與別的地區相比存在著一定差距，制備出的晶體存在諸多缺陷，如微管、夾雜、位錯等，是制約碳化硅功率器件向高壓、大容量、低成本方向發展的主要瓶頸。
二、碳化硅高溫封裝技術
由于大尺寸碳化硅晶片生長及外延技術目前還不甚成熟，要實現單只晶圓的大面積器件仍非常困難。因此以多芯片組合方式構成的高溫功率模塊成為滿足大電流應用的主要方式。碳化硅器件的工作溫度可達六百多度，遠高于傳統硅器件的溫度，現有的模塊封裝結構不能承受較高的溫度，成為碳化硅功率器件應用的一大瓶頸。
三、碳化硅系統集成技術
碳化硅器件的性能發揮與其驅動、控制、冷卻、結構、無源元件等密切相關，目前與碳化硅器件兼容的無源器件、驅動器尚未商業化，為降低產品成本，往往在碳化硅系統中使用傳統的電氣元件，如在已有的系統上僅進行器件替代,這將限制碳化硅材料和器件的潛力，同時影響整個系統的可靠性和壽命。
以上為本期“冷門：碳化硅半導體材料發展是面臨的主要問題是？”的全部內容，基于碳化硅器件具有高溫、高頻、等特性，而它的系統擁有化、小型化、低成本及高可靠性等功能，所以它可以取代部分硅基器件在電力電子領域中的應用。經過近些年的發展，碳化硅產品已經具有較高的成熟度和可靠性，在光伏發電、風力發電等領域有著廣泛的應用前景。
登封市元豐磨料耐材廠
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產品名稱：碳化硅優勢 化學性能穩定、熱膨脹系數小、耐磨性能好、導熱系數高的特點。
材質：石英砂，石油焦，硅石
粒度：16目 24目 46目 80目 325目 1000目 1200目 1500目 3000目 5000目 8000目
應用范圍：機械、磨具磨料、耐火材料、航空航天、陶瓷、冶煉等行業。
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