分析报告
关于碳化硅,不可不知的10件事!
碳化硅 (SiC) 是一种由硅 (Si) 和碳 (C) 组成的半导体化合物,属于宽带隙 (WBG) 材料系列。它的物理结合力非常强,使半导体具有很高的机械、化学和热稳定性。宽带隙和高热稳定性允许 SiC器件在高于硅的结温下使用,甚至超过 200°C。碳化硅在功率应用中的主要优势是其低漂移区电阻,这是高压功率器件的关键因素。得益于出色的物理和电子特性,基于 SiC 的功率器件正在推动电力电子设备的彻底变革。尽管这种材料早已为人所知,但它作为半导体的使用相对较新,这在很大程度上是由于大型和高质量晶片的可用性。近几十年来,人们的努力集中在开发特定且独特的高温晶体生长工艺上。尽管 SiC 具有不同的多晶型晶体结构(也称为多型),但 4H-SiC 多型六方晶体结构最适合高功率应用。01碳化硅的主要性能有哪些?硅与碳的结合使这种材料具有出色的机械、化学和热性能,包括:· 高导热性· · 低热膨胀和优异的抗热震性· · 低功率和开关损耗· · 高能效· · 高工作频率和温度(工作温度高达 200°C 结点)· · 小芯片尺寸(具有相同的击穿电压)· · 本征……
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第三代半导体材料之碳化硅(SiC)
碳化硅(SiC)材料是功率半导体行业主要进步发展方向,用于制作功率器件,可显着提高电能利用率。可预见的未来内,新能源汽车是碳化硅功率器件的主要应用场景。特斯拉作为技术先驱,已率先在Model 3中集成全碳化硅模块,其他一线车企亦皆计划扩大碳化硅的应用。随着碳化硅器件制造成本的日渐降低、工艺技术的逐步成熟,碳化硅功率器件行业未来可期。什么是碳化硅碳化硅(SiC)是第三代化合物半导体材料。半导体产业的基石是芯片,制作芯片的核心材料按照历史进程分为:第一代半导体材料(大部分为目前广泛使用的高纯度硅),第二代化合物半导体材料(砷化镓、磷化铟),第三代化合物半导体材料(碳化硅、氮化镓) 。碳化硅因其优越的物理性能:高禁带宽度(对应高击穿电场和高功率密度)、高电导率、高热导率,将是未来最被广泛使用的制作半导体芯片的基础材料。碳化硅在半导体芯片中的主要形式为衬底。半导体芯片分为集成电路和分立器件,但不论是集成电路还是分立器件,其基本结构都可划分为“衬底-外延-器件” 结构。碳化硅在半导体中存在的主要形式是作为衬底材料。碳化硅晶片是碳化硅晶体经过切割、研磨、抛光、清洗等工序加工形成的单晶薄片.碳化硅晶片作为半导体衬底材料,经过外延生长、器件制造等环节,可制成碳化硅基功率器件和微波射频器件,是第三代半导体产业发展的重要基础材料。根据电阻率不同,碳化硅晶片可分为导电型和半绝缘型。其中,导电型碳化硅晶片主要应用于制造耐高温、耐高压的功率器件,市场规模较大;半绝缘型碳化硅衬底主要应用于微波射频器件等领域,随着 5G 通讯网络的加速建设,市场需求提升较为明显。碳化硅加工工艺研究SiC的硬度仅次于金刚石,可以作为砂轮等磨具的磨料,因此对其进行机械加工主要是利用金刚石砂轮磨削、研磨和抛光,其中金刚石砂轮磨削加工的效率最高,是加工SiC的重要手段。但是SiC材料不仅具有高硬度的特点,高脆性、低断裂韧性也使得其磨削加工过程中易引起材料的脆性断裂从而在材料表面留下表面破碎层,且产生较为严重的表面与亚表层损伤,影响加工精度。因此,深入研究SiC磨削机理与亚表面损伤对于提高SiC磨削加工效率和表面质量具有重要意义。1、硬脆材料的研磨机理对硬脆材料进行研磨,磨料对其具有滚轧作用或微切削作用。磨粒作用于有凹凸和裂纹的表面上时,随着研磨加工的进行,在研磨载荷的作用下,部分磨粒被压入工件,并用露出的尖端划刻工件的表面进行微切削加工。另一部分磨粒在工件和研磨盘之间进行滚动而产生滚轧作用,使工件的表面形成微裂纹,裂纹延伸使工件表面形成脆性碎裂的切屑,从而达到表面去除的目的。因为硬脆材料的抗拉强度比抗压强度要小,对磨粒施加载荷时,会在硬脆材料表面的拉伸应力的最大处产生微裂纹。当纵横交错的裂纹延伸且相互交叉时,受裂纹包围的部分就会破碎并崩离出小碎块。此为硬脆材料研磨时的切屑生成和表面形成的基本过程。由于碳化硅材料属于高硬脆性材料,需要采用专用的研磨液,碳化硅研磨的主要技术难点在于高硬度材料减薄厚度的精确测量及控制,磨削后晶圆表面出现损伤、微裂纹和残余应力,碳化硅晶圆减薄后会产生比碳化硅晶圆更大的翘曲现象。2、碳化硅的抛光加工研究目前碳化硅的抛光方法主要有:机械抛光、磁流变抛光、化学机械抛光(CMP)、电化学抛光(ECMP)、催化剂辅助抛光或催化辅助刻蚀(CACP/CARE)、摩擦化学抛光(TCP,又称无磨料抛光)和等离子辅助抛光(PAP)等。化学机械抛光(CMP)技术是目前半导体加工的重要手段,也是目前能将单晶硅表面加工到原子级光滑最有效的工艺方法,是能在加工过程中同时实现局部和全局平坦化的唯一实用技术。CMP的加工效率主要由工件表面的化学反应速率决定。通过研究工艺参数对SiC材料抛光速率的影响,结果表明:旋转速率和抛光压力的影响较大;温度和抛光液pH值的影响不大。为提高材料的抛光速率应尽量提高转速,虽然增加抛光压力也可提高去除速率,但容易损坏抛光垫。目前的碳化硅抛光方法存在着材料去除率低、成本高的问题,且无磨粒研抛、催化辅助加工等加工方法,由于要求的条件苛刻、装置操作复杂,目前仍处在实验室范围内,批量生产的实现可能性不大。人类1905年 第一次在陨石中发现碳化硅,现在主要来源于人工合成,碳化硅有许多用途,行业跨度大,可用于单晶硅、多晶硅、砷化钾、石英晶体等、太阳能光伏产业、半导体产业、压电晶体产业工程性加工材料。碳化硅加工工艺流程 碳化硅晶片是以高纯硅粉和高纯碳粉作为原材料,采用物理气相传输法(PVT) 生长碳化硅晶体,加工制成碳化硅晶片。①原料合成。将高纯硅粉和高纯碳粉按一定配比混合,在 2,000℃以上的高温下反应合成碳化硅颗粒。再经过破碎、清洗等工序,制得满足晶体生长要求的高纯度碳化硅微粉原料。②晶体生长。以高纯度碳化硅……
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为何碳化硅被称为“千亿风口”?
今年以来,各省、地方相继出台第十四个五年规划和二O三五年远景目标纲要等发展规划,其中先进陶瓷被多个省份写入发展规划之中,其中碳化硅及相关材料受到“重点照顾”,这预示着碳化硅产业势必将迎来新一阶段快速发展时期。说起近几年最火的材料,碳化硅绝对算是其中一个。碳化硅产业及技术信息铺天盖地,层出不穷,一片火热景象。同时,粉体网编辑注意到,近年来各种涉及到碳化硅的消息几乎都和半导体有关,甚至一些业内人士在未说明应用领域的情况下,只对其在半导体方向的发展应用长篇大论,而对其作为一种优良的陶瓷、耐火、磨削等材料只字不提。虽然碳化硅在传统领域的市场潜力远远没有半导体领域那么大,但不可否认的是,碳化……
10-11
碳酸钙产业周报
一、全国碳酸钙涨价 9月25日前后,受能耗双控、原材料涨价、限电等因素影响,全国多家碳酸钙企业开始较大幅度上调产品价格,平均每吨价格上涨约100~150元左右。 在此期间,东莞市五全新材料有限公司、江西创先精细钙业有限公司、江西势通钙业有限公司、安徽力丰实业、湖南皕成科技股份有限公司、贵族红星发展进出口有限责任公司等诸多企业,都先后发布调价函,涨价幅度相近约100~200元。 产品价格上调 二、广西“十四五”大力发展精品碳酸钙 9月28日,广西壮族自治区人民政府关于印发广西战略性新兴产业发展“十四五……
10-11
真没想到!气流粉碎对高纯氧化铝影响这么大!
高纯氧化铝是指纯度大于99.99%、粒度均匀的超细粉体材料。由于其具有无比优越的物理、热学、光学、力学性能,是众多行业的重要工业材料,也是21世纪新材料中产量大、产值最高、用途最广的尖端材料之一。然而氧化铝在制备过程中存在着粒径分布不均匀、晶粒尺寸较大、团聚现象严重等缺点,严重制约了其应用前景。气流粉碎是一种较新型的粉碎工艺……
10-08
5N高纯氧化铝1500吨中试生产线实现稳产运行
利用国内首套具有完全自主知识产权的超高纯氧化铝提纯工艺及装备,将铝锭加工成铝箔,再经过水解和烧结,最终形成氧化铝粉……
10-08
4N-5N高纯氧化铝概念及应用
高纯氧化铝为一种白色晶状粉末,通常分为3N(纯度99.9%),4N(纯度 99.99%),5N(纯度99.999%)三种,高纯氧化铝具有烧结性能好、分散性能好、具有多孔性等特点。4N高纯氧化铝,主要应用于节能灯行业、稀土三基色荧光粉。5N 高纯氧化铝用于制作蓝宝石晶体和锂电池陶瓷隔膜,蓝宝石晶体稳定性好、机械强度高、易于清洗,是理想的LED 衬底材料。在节能标准要求下,蓝宝石的用量会大幅提高,5N 高纯氧化铝的需求量也会增加。此外,随着蓝宝石……
10-08
5N高纯氧化铝1500吨中试生产线实现稳产运行
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10-08
碳化硅微粉价格高位运行,个别企业采取一单一议
市场概述:本周,原料价格频繁上涨,据粉体网了解,甘肃的能评手续不全和宁夏的限产都成为原料价格上涨的导火索。针对原料价格上涨,碳化硅微粉企业价格上调幅度在500-1000元/吨。山东个别企业表示暂时不接受长期订单,采取一单一议。山东地区绿碳化硅微粉系列的反应烧结用的W14的主流价格在16500-17500元/吨,无压烧结用的W0.5的主流价格在23200-25500元……
09-30
氢氧化铝微粉小幅度调涨
中国粉体网讯 本周,受工业级氢氧化铝的价格上涨的影响,国内的氢氧化铝微粉的价格……
09-30
原料价格频繁上涨,碳化硅微粉价格持续跟涨,个别企业采取一单一议
市场概述:本周,原料价格频繁上涨,据粉体网了解,甘肃的能评手续不全和宁夏的限产都成为原料价格上涨的导火索。针对原料价格上涨,碳化硅微粉企业价格上调幅度在500-1000元/吨。山东个别企业表示暂时不接受长期订单,采取一单一议。山东地区绿碳化硅微粉系列的反应烧结用的W14的主流价格在16500-17500元/吨,无压烧结用的W0.5的主流价格在23200-25500元/吨,F240的……
09-24
节后高温氧化铝市场以稳为主
市场概述节后,国内工业氧化铝市场仍持续上涨态势,增速对比节前略有放缓。前期,高温煅烧氧化铝市场表现强劲走势,近期行情维稳。节前,山东地区价格上调100元/吨,当前山东地区煅烧原粉价格在4400元/吨,普通煅烧325目微粉主流价格在4700元/吨。河南地区煅烧原粉主流价格在4300元/吨,煅烧5μm微粉主流价格在460……
09-24
氢氧化铝微粉持稳运行,个别企业小幅度上调
中国粉体网讯 本周,受工业级氢氧化铝的价格上涨的影响,国内的氢氧化铝微粉的价……
09-23
原料价格持稳上涨,氢氧化铝微粉涨势明显
中国粉体网讯 本周,受工业级氢氧化铝的价格上涨的影响,国内的氢氧化铝微粉的价格也……
09-18
多孔碳周报
中国粉体网讯 近日,中国科学院大连化学物理研究所电镜技术研究组副研究员刘岳峰与法国斯特拉斯堡大学主任研究员Cuong Pham-Huu、意大利科学院ICCOM研究所主任研究员Giuliano Giambastiani、常州大学教授郭向云等团队合作发表综述文章,系统总结了多孔碳化硅材料在多相催化领域中的研究现状和应用前景。碳化硅(SiC)是一种常见的工业陶瓷材料和微电子材料,由于……
09-17
原料涨势不减 高温粉市场价格一单一议
市场概述本周,原料工业粉价格持续上调,高温煅烧氧化铝成本增加,报价跟涨,其中山东地区表现明显,跟涨频率较高。山东地区价格经历两次调涨,涨幅分别为100元/吨和150元/吨。当前山东地区煅烧原粉价格在4300元/吨,普通煅烧325目微粉主流价格在4600元/吨。河南地区煅烧原粉主流价格在4200元/吨,煅烧5μm微粉主流价……
09-16
原料价格持稳运行,碳化硅微粉行情稳中向好
市场概述:本周,原料价格持稳运行。据粉体网了解,其中山东、江苏等地区绿碳化硅微粉系列的反应烧结用的W14的主流价格在16100-17300元/吨,另外无压烧结用的W0.5的主流价格在22600-26500元/吨,F240的主流价格在16500-18000元/吨。宁夏地区高纯度常压烧结用的W0.5主流价格是270……
09-16
石墨烯周报
市场概述:本周汉尧石墨烯储能材料科技有限公司领导吴平,冯宣军对宁夏汉尧石墨烯储能材料科技有限公司详细介绍了公司的业务发展情况。首先宁夏汉尧石墨烯储能材料科技有限公司成立于2017年11月,是集锂离子电池三元正极材料、富锂锰基……
09-14
高温煅烧α氧化铝价格持续上涨 企业销售压力大
市场概述本周,国内高温煅烧α氧化铝粉价格持续上涨,涨幅环比上周基本持平,山东地区价格上调240-300元/吨,河南地区上涨200-300元/吨。当前山东地区煅烧原粉价格在3690-4050元/吨,普通煅烧325目微粉主流价格在4020-4350元/吨。河南地区煅烧原粉主流价格在3950元/吨,煅烧5μm微粉主流价格在4600-4700元/吨。据了解,部分企业表示由于近期原料价格的持续上涨,粉料价格以当天价格为准,另外……
09-10
碳酸钙产业周报
中国粉体网讯一、奖项 1旺高工业区多家企业获贺州市“东融发展贡献奖”殊荣 据广西贺州旺高工业区8月4日消息,为表彰先进、树立榜样,贺州市市委、市政府对50个获得“东融发展贡献奖”先进集体的单位和100名获得“东融发展贡献奖”先进个人的同志进行表彰。 其中,旺高工业区管委、广西华砻树脂有限公司荣获“东融发展贡献奖”先进集体,贺州市石材粉体产业发展促进会会长杨军运、广西利升石业有限公司研发总监罗阳林荣获“东融发展贡献奖”先进个人。 2广西贺州科隆粉体荣获广西科学技术进步二等奖 2021年7月30日,广西科学技术奖励大会在邕举行。由科隆公司牵头,贺州学院、合肥学院、广西碳酸钙产业化工程院、广西大学五家单位联合申报的项目《高附加值碳酸钙材料绿色制备成套技术及产业化》获得2020年度广西科技进步二等奖。 该项目,通过装备技术及系统集成改造,优化了碳酸钙细度、分布、颗粒形貌等指标;通过改进表面改性剂和改性工艺技术,解决了碳酸钙产品活化度低、吸油值高、白度低的难题,大大……
09-09
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