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摘要：碳化硅半導體是新型材料，其熱導效率高，功率大。采用碳化硅的LED器件，能耗低、亮度高、壽命長、單位面積小，具有良好的襯底效果，可以實現耐壓、高功率的應用。主要用于智能網絡，太陽能、動力汽車等。相比傳統的貴材料，碳化硅的材料費用低，功率低，電力節約效果佳。碳化硅可以用于超200℃以上的穩定環境工作，而且碳化硅還可以有效縮短冷卻負擔，實現小型一體化。

關鍵詞：集成電路；碳化硅；新材料

1引言

碳化硅半導體符合產業鏈條的整體模式。通過碳化硅原材料、晶體、襯底、外延、芯片、模塊的組合，完成碳化硅半導體的呈現，符合產業發展模式應用。主要碳化硅單晶體生長符合碳化硅的器件標準內容，通過有效的構成、熱點模式發展分析，拓展發展趨勢效果，實現有效的碳化硅單晶體應用。

2碳化硅單晶分析

2.1碳化硅單晶材料

碳化硅單晶體早在1960年代就已經被發現了。飛利浦實驗室中，開發生長的碳化硅晶體材料。至1990年代，商業化生產的碳化硅流入市場。21世紀后，碳化硅逐步形成立方體模式。通過碳化硅的生長模式階段分析，確定高溫升華分解下的基本特茲那個。依據升華效果，準確的分析多孔石墨管與石墨窩之間的關系。在惰性氣體作用下，環境溫度可以達到2400℃，升華為晶體。通過這種方法，有效地得到碳化硅的結晶，晶體的尺寸較小，但具有一定的優勢，其可以有效克服生長的缺點，通過單晶體的作用，可以達到整體尺寸的提升[1]。國際上通過利用PVT的方法，逐步加強碳化硅單晶體的作用分析，著眼于碳化硅晶體的整體生長模式和器件標準，注重小批量的供貨。在一定規模的碳化硅晶體供應商操作下，實現整體銷售額水平的提升。

2.2碳化硅單晶生長的三個階段

碳化硅有三個階段，其中分別有Acheson法、Lely法、改良Lely法。通過Lely法可以有效提升碳化硅的晶體升華效果。通過合理的晶體改良，保證升華氣化運輸的合理性。克服Lely法中的各類缺點問題，達到單一晶體的尺寸標準要求。國際上，通過4H標準，完成對碳化硅晶體的升華操作，歐美產量最高，其次是日本，而Cree的產量占全國的90%以上[2]。PVT中的碳化硅純度對于整體升華效果具有重要作用，其中含有氮、硼、鋁、鐵等雜志。碳化硅中產生游離的電子，通過硼、鋁的作用，產生游離的空穴。依據電碳化硅晶體晶片情況，實施合理的氮氣操作，使其可以游離電子，碳化硅形成導電效果。為了有效控制碳化硅的導電，防止其因為高阻不導電，可以加入釩，使其產生電子，產生空穴效果。其中的電子取消后，可以用鋁作為補償。

2.3碳化硅單晶生長的方法

碳化硅晶體生長中，采用高溫化學氣化的模式，通過氣態高純度的作用，完成碳化硅離子的注入，然后凝聚生長。生長的速率為0.5mm/h，整體高于PVT方法。氣態后的高純度碳化硅，通過粉末更容易獲取，成本低。氣態源沒有雜質，生長過程中，無滲透雜質，生長的4H標準的高純度半導體絕緣模式中，載體流子的濃度低，確保電子遷移效率高。通過補償高阻材料，達到電阻效率的提升。一般使用微波器件襯底，其中摻雜一定量的4H碳化硅，可以有效控制氮氣、硼氣源，達到控制流量，滿足導電強弱的需求。根據瑞典中的商業化模式，通過碳化硅襯底的作用，及時調整襯底效果。通過PVT和HT模式，確定生長晶片的加強效果。通過控制摻雜量，確定晶體中的載波流動的可調性[3]。

3碳化硅外延

依據碳化硅導體器件的實際情況，需要碳化硅晶片上有一層或多層的硅薄膜。不同的導電類型，薄膜情況不同，主流的是化學沉積的操作方法衍生出來的。碳化硅外延生長處理過程中，通過有效的支配操作，調節碳化硅的偏角，確定其外延生長效果。從晶體的切割操作模式中，調整外延生長比例水平。從晶體錠上切割晶片，確定外延展的軸曲面效果。碳化硅晶體中，外延展的表面沒有臺階，外延展生長期內沒有臺階，通過有效拓展二維模式生長控制效果，起到生長模式提升的作用。碳化硅是一種多模式的結合材料，外延展層中摻雜諸多的雜志，通過外延展的不純操作，可以得到混合的結構，從而影響碳化硅的整體性能效果。外延展的缺陷是密度大、不均勻，無法實現常規半導體工藝的操作，薄膜的質量無法達到圓形外延展的整體水平。

3.1碳化硅生長

通過外延表面的高密度納米平臺延展，可以提升碳化硅的生長操作，確定無偏角襯底，使其外延表面有很好的臺階密度，臺階面縮短，調整臺階的扭曲彎折。依據扭曲彎折的情況，實施有效的運動速率處理，調整外延生長效果，調整控制流向偏移問題。依據斜切襯底的操作控制，解決惰性夾雜模式下的宏觀缺陷問題。注重延展臺階的處理，調整基礎平面的錯位情況，處理臺階密度，確保偏角逐步增大。BPD穿透外延展層，擴展到錯層中，造成正向壓力降低。正向電流下降，漏電流增大。器件的整體性能、可靠性水平增強。面對器件的實際工作模式，需要實施動態的監控分析注重電流性能、反向作用的增強效果。分析碳化硅功率器件中存在的問題，結合實際情況，實施必要的碳化硅優勢拓展，明確實際的應用可行性方案。依據碳化硅的角度模式，實施有效降低襯底外延表面的效果操作處理，調整偏角的位置，實施輔助外延工藝分析。通過BPD缺陷的操作處理，調整良性的TED模式，確定襯底的降低率，判斷增加襯底的成本。如果圓形直徑增大，可能成本也發生變化。依據主流的襯底片，實施4英寸、6英寸兩種晶片尺寸分析，明確對同規格下的產品進行等級分析，確定微管默讀、摻雜類型、產品等級。通過分析襯底的用量，確定客觀的操作模式。按照有效的綜合發展趨勢，結合大偏角調整襯底，確定實際有效應用的模式標準。小偏角傾斜角度向上，通過襯底制備處理，調整產品的模式，確定發展需求。通過襯底、偏角，分析傾斜襯底下的延襯底作用效果。通過分析偏角，判斷外延展的探索模式，結合氣化、固化的過程，分析偏角越小，臺階越小，物質外延的遷移越小。外延小，結構容易控制。Tongue合理的反應體系操作，加強氯化氫氣體、硅源模式的操作，確定增強反饋的效果。通過分析硅原子的反應，及時調整遷移率，調整硅原子的長距離遷移過程，確保其有效的生長。

3.2碳化硅發展

碳化硅在發展過程中，通過有效的模式拓展，調整外延生長結合的效果。分析外延設備、固定配置、生長模式，確定外延設備的反應器效果。結合實際的情況，調整流向、熱場分布等，確保用戶的及時調節生長工藝，從而達到調整各類機構化學沉積中質量運輸的效果。

4碳化硅功率器件

碳化硅功率設備實現了電氣控制的有效自動化應用，通過電壓、材料參數的調配，提升整體多層次下的硅材料摻和效果。調整摻雜的比例關系。硅器件中，需要合理的調整碳化硅的具體導電電阻水平，分析有效增強能耗的模式，注重碳化硅功率期間的應用。分析潛在的超高耐壓容比例關系。通過高壓直流輸電模式的提升，注重硅晶體的單管模式操作，確定多串行聯動的機構。采用晶體閘管模式，注重單晶體的耐壓控制。模擬具體的結果思路，調整工況水平，注重觸發角，控制在88°范圍內，提升4H標準下的碳化硅單閥門開啟比例水平，從而達到有效節約的效果。

5結語

碳化硅半導體技術分析中，通過不同模式的操作，拓展產業模式的發展，提升碳化硅操作效果，可以很大程度地滿足行業的發展要求。通過拓展發展趨勢效果，實現有效的碳化硅單晶體應用。

參考文獻

[1]PeterFriedrichs.碳化硅功率半導體的實用資料——熱管理與工藝[J].中國集成電路,2014,23(05):24-27.

[2]李楠,李陽,張晴.碳化硅合成過程的測試技術及模擬研究[J].真空,2018,55(02):49-53.

[3]鄭友進,王麗娟,王方標,左桂鴻,黃海亮.高溫高壓退火對碳化硅性能的影響[J].人工晶體學報,2017,46(10):2073-2076.

作者：葛海波 夏昊天 孫冰冰 單位：江蘇長晶科技有限公司