SiC作為半導(dǎo)體器件中的重要材料，在高溫、功率、發(fā)光等領(lǐng)域都有著廣泛應(yīng)用。采用SiC 材料制成的MESFET、MOSFET、JFET、BJT等元件的工作溫度可達(dá)500℃以上，可提供工作于極端環(huán)境下的電子系統(tǒng)；由于其具有較高的飽和電子速度以及高臨界擊穿場強(qiáng)，也是良好的微波和高頻元件材料；采用SiC材料制造出的各種類型的MOS器件在耐壓指標(biāo)、溫度指標(biāo)上都達(dá)到了硅MOS器件無法達(dá)到的水平，是非常重要的功率器件類型。隨著SiC材料生長、器件制造技術(shù)的不斷成熟，將會有越來越多的SiC電子產(chǎn)品進(jìn)入應(yīng)用領(lǐng)域。
8月25日（周二）晚8:00～9:00，求是緣半導(dǎo)體聯(lián)盟的“全球在線互動”活動為張斌博士關(guān)于“SiC材料、工藝及其功率器件簡介”的線上主題演講，形式為：PPT+語音、問答討論環(huán)節(jié)。以下為線上分享的PPT及問答內(nèi)容：
問答討論環(huán)節(jié)：
Q1：在工藝中，為什么SiC的歐姆接觸難做？
因為禁帶寬度太大，任何金屬與它接觸都會有1eV的肖特基勢壘高度，因此做肖特基接觸容易，做歐姆接觸難。
Q2：請教JBS結(jié)構(gòu)的肖特基器件歐姆接觸不好是否會影響漏電？請問JBS耐高壓的難點是什么，是位錯嗎？
歐姆接觸不好并不是影響漏電，而是影響器件的導(dǎo)通電阻，這在硅器件中也是一樣的。對于硅器件來說，歐姆接觸不是什么問題，但對于碳化硅器件卻是大問題，因為碳化硅的禁帶寬度是硅的3倍，這使所有金屬與碳化硅形成的肖特基勢壘高度就有1eV。
JBS器件要獲得高壓，首先所用的外延的電阻率和摻雜濃度是主要的因素。而器件的終端結(jié)構(gòu)也是保證其耐壓的必要條件。外延中的缺陷（如微管，位錯等）會導(dǎo)致器件性能變差，也包括耐壓降低，這是要盡量避免的。因此應(yīng)該在缺陷盡量少的外延上進(jìn)行器件的制作。
Q3：碳化硅IGBT量產(chǎn)了嗎？目前IGBT的減薄和背面注入工藝很難控制，不知道碳化硅生產(chǎn)工藝流程工藝最大難點是什么？
SiC IGBT還處于研發(fā)階段。碳化硅IGBT工藝難點，MOS溝道遷移率，背面的工藝也是難點之一。
Q4：浙大制作SiC器件的生產(chǎn)線是在哪里？SiC的市場容量會有多少美元？
我們在蘇州有一條研發(fā)線，美國能源部的一個材料顯示市場容量有80億美元。
Q5：SiC RF上的應(yīng)用介紹下啊，感覺做GaN和SiC的RF元件國內(nèi)做的少。
RF一般會用絕緣或半絕緣的碳化硅襯底，可以減少襯底有關(guān)的寄生電容。根據(jù)我的了解，做襯底的主要有西電、山東大學(xué)、中科院物理所、中電二所、山東天岳；國內(nèi)做碳化硅器件研究的單位也不多，ZJU、成電、西電、中科院微電所、半導(dǎo)體所、國網(wǎng)智能研究院、中電55所、南車。主要還是材料與設(shè)備都很貴，前段時間向CREE買了幾個做8000V器件的外延片，花了30幾萬。
Q6：SiC的IGBT和SiC之前的IGBT產(chǎn)品相比，主要電參數(shù)會超出多少？
這個沒有進(jìn)行過比較，但是在擊穿電壓上會相差很多。硅器件最高到6.5kV，碳化硅目前可以做到20kV。
Q7：我國在SiC上趕超另三強(qiáng)國（指美、日、德），需要哪些條件？請問目前CREE公司襯底與國內(nèi)各家相比主要優(yōu)勢在哪，是層位錯么，這個指標(biāo)對實現(xiàn)器件的影響是什么？
要趕超幾乎是不可能的，我的觀點有些悲觀。要趕上并接近國外的水平，我們還需要做很多事，比如需要有大資金的支持，SiC的價格目前還是比較硅貴很多，一片4寸的碳化硅外延片，要五六千美金，做這方面的研究很費錢。另外，CREE已經(jīng)很早就在碳化硅的材料上進(jìn)行布局，其專利壁壘很難繞過去，上游的壟斷必然使我們發(fā)展起來會比較被動。
襯底與外延的好壞直接影響其上面所作的器件的性能，這比硅材料的影響會更明顯。CREE公司的襯底在各項性能上都是有優(yōu)勢的，這也是它賣得貴的原因之一。襯底的性能不光表現(xiàn)在缺陷少，也包括襯底的厚度均勻性、雜質(zhì)摻雜均勻性以及wafer的翹曲度等。相關(guān)缺陷對器件的影響在我的PPT中可以找到。
張斌
浙江大學(xué)電氣工程學(xué)院電力電子器件實驗室博士后
2005～2008年 杭州士蘭集成電路有限公司器件工程師、高級器件工程師
1995.9～1999.7 南京化工大學(xué)材料系本科
2002.9～2005.4 浙江大學(xué)材化學(xué)院碩士研究生
2008.9～2013.12 浙江大學(xué)信電系博士研究生
黃小偉
浙大99級，電子科學(xué)與技術(shù)專業(yè)
安華高科技（上海）有限公司，擔(dān)任高級研究工程師，主要從事硬盤前置放大器芯片設(shè)計研發(fā)
浙江大學(xué)微電子與固體電子學(xué)博士，求是緣半導(dǎo)體聯(lián)盟主要發(fā)起人之一
