
外延晶体更优质可控,层厚越大,耐压越高。碳化硅晶体生长的过程中会不可避免地产生缺陷、引入杂质,
导致质量和性能不足,而外延层的生长可以消除衬底中的某些缺陷,使晶格排列整齐。外延厚度越大(难度越大),能承受的电压越高,一般100V电压需要1μm厚度外延,600V需要6μm,1200-1700V需要10-15μm,15000V则需要上百微米(约150μm)。
SiC外延分为异质/同质两种类型
同质外延导电型15-30mΩ·cm6寸为主,
向8寸发展
碳化硅SiC低功率器件/射频
器件/光电器件
新能源汽车、归到交通
以及大功率输电变电
3.外延片
异质外延半绝缘
≥10^5Ω·cm
4寸为主,向6寸发展
氮化镓
GaN
高功率器件
(≥650V)
信息通讯、无线电探测
图:Sic晶体-衬底-外延-器件-模块-系统全产业链
外延
衬底
晶体
1.晶体
2.衬底片
3.外延
6.系统
数据来源:电子发烧友,东吴证券研究所
5.模块
4.器件 43
SiC外延需严格控制缺陷,工艺难度大。SiC外延会复制衬底的晶体结构,因此外延层缺陷包括来自衬底的缺陷(如微管、贯穿螺型位错TSD、贯穿刃型位错TED、基平面位错BPD),以及生长过程的位错以及宏观缺陷(如掉落物、三角形缺陷、胡萝卜缺陷/彗星型缺陷、浅坑、生长的堆垛层错)。