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更新時(shí)間：2024-02-28
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隨著全球?qū)δ茉葱枨蟮牟粩嘣黾樱貏e是在電動(dòng)或混合動(dòng)力汽車(chē)和可再生能源管理這些領(lǐng)域，人們?cè)絹?lái)越注重以較低的電力消耗為目標(biāo)，因此能在高頻、高溫、高壓環(huán)境下工作的第三代半導(dǎo)體材料碳化硅（SiC）逐漸受到了廣泛的關(guān)注。目前碳化硅產(chǎn)業(yè)已成為全球范圍內(nèi)一個(gè)新興的高技術(shù)行業(yè)，涵蓋了材料、器件、模塊以及應(yīng)用等多個(gè)方面的產(chǎn)業(yè)鏈。
然而，在生產(chǎn)和制備過(guò)程中應(yīng)怎樣確保SiC的穩(wěn)定性和工作效率呢？較基礎(chǔ)、高效的方式就是準(zhǔn)確測(cè)量它們的電阻率或電導(dǎo)率。按照摻雜后SiC的電阻率來(lái)分類，碳化硅襯底主要有導(dǎo)通型襯底和半絕緣襯底兩種，如下圖所示。
導(dǎo)電型SiC襯底可以利用N和Al作為摻雜劑來(lái)實(shí)現(xiàn)N型和P型的導(dǎo)電性。目前市場(chǎng)上的主要產(chǎn)品是N型的，其電阻率處于0.015~0.030mΩ·cm的區(qū)間內(nèi)。可通過(guò)在導(dǎo)電型碳化硅基底上制作碳化硅同質(zhì)外延片來(lái)制造肖特基二極管、MOSFET等功率器件，這些器件在新能源汽車(chē)、軌道交通和大功率輸電變電等多個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用。由于導(dǎo)通型碳化硅襯底具有低電阻率，它特別適合用于垂直型功率器件的制造，其主要目標(biāo)是減少串聯(lián)電阻并降低功率損耗。
與導(dǎo)電襯底不同，半絕緣型SiC襯底電阻率則需要高于105Ω·cm（國(guó)際上高于108 Ω·cm）。通過(guò)在半絕緣襯底上生長(zhǎng)氮化鎵（GaN）外延層制得碳化硅基氮化鎵外延片。而后可進(jìn)一步制成HEMT等微波射頻器件，半絕緣襯底相對(duì)具有較高的電阻率，多用于橫向高頻器件制造中，用來(lái)減小寄生阻抗，在5G通訊和新一代智能互聯(lián)、器件上具備廣闊的應(yīng)用空間。
因此，通過(guò)測(cè)量SiC襯底的電阻率可以快速判斷其適用于制備成何種器件。現(xiàn)階段常用的電阻率測(cè)試方法包括：四探針?lè)ā⒎兜卤しā⒎墙佑|式電容技術(shù)以及非接觸式渦流法等。
資料來(lái)源：Electrical characterization and modeling of SiC IC test structures和天科合達(dá)招股說(shuō)明書(shū)等。
德國(guó)Freiberg Instruments 電阻率測(cè)試儀（RESmap ）在對(duì)低電阻率晶錠和晶圓進(jìn)行非接觸式測(cè)量方式上擁有非常重要的重復(fù)性SiC｜ Si | Ge | 化合物半導(dǎo)體 | 寬帶隙 | 材料 | 金屬 | 導(dǎo)電 | 氧化物和氮化物[ Ge | Si | SiC | InP | GaAs | GaN | InAs以及更多]
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