碳化硅在半导体方面的应用
研磨盘、夹具均是半导体工业中硅晶片生产的重要工艺装备。研磨盘若使用铸铁或碳钢材料,其使用寿命短、热膨胀系数大,在加工硅晶片过程中,特别是高速研磨或抛光时,由于研磨盘的磨损和热变形,使硅晶片的平面度和平行度难以保证。采用碳化硅陶瓷的研磨盘由于硬度高而磨损小,且热膨胀系数与硅晶片基本相同,因而可以高速研磨抛光。
另外,在硅晶片生产时,需要经过高温热处理,常使用碳化硅夹具运输,其耐热、无损,可在表面涂敷类金刚石(DLC)等涂层,可增强性能,缓解晶片损坏,同时防止污染扩散。
此外,作为第三代宽带隙半导体材料的代表,碳化硅单晶材料具有禁带宽度大(约为Si的3倍)、热导率高(约为Si的3.3倍或GaAs的10倍)、电子饱和迁移速率高(约为Si的2.5倍)和击穿电场高(约为Si的10倍或GaAs的5倍)等性质。SiC器件弥补了传统半导体材料器件在实际应用中的缺陷,正逐渐成为功率半导体的主流。