Wafer di carburo di silicio ad alta purezza (non drogato) da 3 pollici, substrati di SiC semi-isolanti (HPSI)

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Breve descrizione:

Il wafer in carburo di silicio (SiC) semi-isolante ad alta purezza (HPSI) da 3 pollici è un substrato di qualità superiore ottimizzato per applicazioni ad alta potenza, alta frequenza e optoelettroniche. Realizzati con materiale 4H-SiC non drogato ad alta purezza, questi wafer presentano un'eccellente conduttività termica, un ampio bandgap e proprietà semi-isolanti eccezionali, rendendoli indispensabili per lo sviluppo di dispositivi avanzati. Grazie alla loro superiore integrità strutturale e alla qualità superficiale, i substrati SiC HPSI costituiscono la base per le tecnologie di nuova generazione nei settori dell'elettronica di potenza, delle telecomunicazioni e aerospaziale, supportando l'innovazione in diversi settori.

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Dettagli del prodotto

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Proprietà

1. Proprietà fisiche e strutturali
●Tipo di materiale: carburo di silicio (SiC) ad alta purezza (non drogato)
●Diametro: 3 pollici (76,2 mm)
●Spessore: 0,33-0,5 mm, personalizzabile in base ai requisiti dell'applicazione.
●Struttura cristallina: politipo 4H-SiC con reticolo esagonale, noto per l'elevata mobilità elettronica e la stabilità termica.
●Orientamento:
oStandard: [0001] (piano C), adatto a un'ampia gamma di applicazioni.
oFacoltativo: fuori asse (inclinazione di 4° o 8°) per una migliore crescita epitassiale degli strati del dispositivo.
● Planarità: variazione dello spessore totale (TTV) ● Qualità della superficie:
oLucidato per oBassa densità di difetti (densità del microtubo <10/cm²). 2. Proprietà elettriche ●Resistività: >109^99 Ω·cm, mantenuta mediante l'eliminazione di droganti intenzionali.
●Rigidità dielettrica: resistenza ad alta tensione con perdite dielettriche minime, ideale per applicazioni ad alta potenza.
●Conduttività termica: 3,5-4,9 W/cm·K, che consente un'efficace dissipazione del calore nei dispositivi ad alte prestazioni.

3. Proprietà termiche e meccaniche
●Ampio bandgap: 3,26 eV, supporta il funzionamento in condizioni di alta tensione, alta temperatura e alta radiazione.
●Durezza: scala Mohs 9, che garantisce robustezza contro l'usura meccanica durante la lavorazione.
●Coefficiente di dilatazione termica: 4,2×10−6/K4,2 \times 10^{-6}/\text{K}4,2×10−6/K, che garantisce stabilità dimensionale al variare della temperatura.

Parametro	Grado di produzione	Grado di ricerca	Grado fittizio	Unità
Grado	Grado di produzione	Grado di ricerca	Grado fittizio
Diametro	76,2 ± 0,5	76,2 ± 0,5	76,2 ± 0,5	mm
Spessore	500 ± 25	500 ± 25	500 ± 25	micron
Orientamento del wafer	Sull'asse: <0001> ± 0,5°	Sull'asse: <0001> ± 2,0°	Sull'asse: <0001> ± 2,0°	grado
Densità del microtubo (MPD)	≤ 1	≤ 5	≤ 10	cm−2^-2−2
Resistività elettrica	≥ 1E10	≥ 1E5	≥ 1E5	Ω·cm
Drogante	Non drogato	Non drogato	Non drogato
Orientamento primario piatto	{1-100} ± 5,0°	{1-100} ± 5,0°	{1-100} ± 5,0°	grado
Lunghezza piana primaria	32,5 ± 3,0	32,5 ± 3,0	32,5 ± 3,0	mm
Lunghezza piatta secondaria	18,0 ± 2,0	18,0 ± 2,0	18,0 ± 2,0	mm
Orientamento piatto secondario	90° CW dal piano primario ± 5,0°	90° CW dal piano primario ± 5,0°	90° CW dal piano primario ± 5,0°	grado
Esclusione del bordo	3	3	3	mm
LTV/TTV/Pratica/Ordito	3 / 10 / ±30 / 40	3 / 10 / ±30 / 40	5 / 15 / ±40 / 45	micron
Rugosità superficiale	Si-face: CMP, C-face: Lucidato	Si-face: CMP, C-face: Lucidato	Si-face: CMP, C-face: Lucidato
Crepe (luce ad alta intensità)	Nessuno	Nessuno	Nessuno
Piastre esagonali (luce ad alta intensità)	Nessuno	Nessuno	Area cumulativa 10%	%
Aree politipiche (luce ad alta intensità)	Area cumulativa 5%	Area cumulativa 20%	Area cumulativa 30%	%
Graffi (luce ad alta intensità)	≤ 5 graffi, lunghezza cumulativa ≤ 150	≤ 10 graffi, lunghezza cumulativa ≤ 200	≤ 10 graffi, lunghezza cumulativa ≤ 200	mm
Scheggiatura del bordo	Nessuno ≥ 0,5 mm larghezza/profondità	2 ammessi ≤ 1 mm larghezza/profondità	5 ammessi ≤ 5 mm larghezza/profondità	mm
Contaminazione superficiale	Nessuno	Nessuno	Nessuno

Applicazioni

1. Elettronica di potenza
L'ampio bandgap e l'elevata conduttività termica dei substrati SiC HPSI li rendono ideali per dispositivi di potenza che operano in condizioni estreme, come:
●Dispositivi ad alta tensione: inclusi MOSFET, IGBT e diodi Schottky (SBD) per una conversione di potenza efficiente.
●Sistemi di energia rinnovabile: come inverter solari e regolatori di turbine eoliche.
●Veicoli elettrici (EV): utilizzati in inverter, caricabatterie e sistemi di propulsione per migliorare l'efficienza e ridurre le dimensioni.

2. Applicazioni RF e microonde
L'elevata resistività e le basse perdite dielettriche dei wafer HPSI sono essenziali per i sistemi a radiofrequenza (RF) e a microonde, tra cui:
●Infrastrutture per le telecomunicazioni: stazioni base per reti 5G e comunicazioni satellitari.
●Aerospaziale e difesa: sistemi radar, antenne phased array e componenti avionici.

3. Optoelettronica
La trasparenza e l'ampio bandgap del 4H-SiC ne consentono l'utilizzo in dispositivi optoelettronici, come:
●Fotodetectori UV: per il monitoraggio ambientale e la diagnostica medica.
●LED ad alta potenza: supportano sistemi di illuminazione allo stato solido.
●Diodi laser: per applicazioni industriali e mediche.

4. Ricerca e sviluppo
I substrati SiC HPSI sono ampiamente utilizzati nei laboratori di ricerca e sviluppo accademici e industriali per esplorare proprietà avanzate dei materiali e la fabbricazione di dispositivi, tra cui:
●Crescita di strati epitassiali: studi sulla riduzione dei difetti e sull'ottimizzazione degli strati.
●Studi sulla mobilità dei portatori: indagine sul trasporto di elettroni e lacune in materiali ad elevata purezza.
●Prototipazione: sviluppo iniziale di nuovi dispositivi e circuiti.

Vantaggi

Qualità superiore:
L'elevata purezza e la bassa densità di difetti forniscono una piattaforma affidabile per applicazioni avanzate.

Stabilità termica:
Le eccellenti proprietà di dissipazione del calore consentono ai dispositivi di funzionare in modo efficiente in condizioni di potenza e temperatura elevate.

Ampia compatibilità:
Gli orientamenti disponibili e le opzioni di spessore personalizzate garantiscono l'adattabilità ai vari requisiti dei dispositivi.

Durata:
L'eccezionale durezza e la stabilità strutturale riducono al minimo l'usura e la deformazione durante la lavorazione e il funzionamento.

Versatilità:
Adatto a un'ampia gamma di settori, dalle energie rinnovabili all'industria aerospaziale e delle telecomunicazioni.

Conclusione

Il wafer in carburo di silicio semi-isolante ad alta purezza da 3 pollici rappresenta l'apice della tecnologia dei substrati per dispositivi ad alta potenza, alta frequenza e optoelettronici. La sua combinazione di eccellenti proprietà termiche, elettriche e meccaniche garantisce prestazioni affidabili in ambienti difficili. Dall'elettronica di potenza e dai sistemi RF all'optoelettronica e alla ricerca e sviluppo avanzata, questi substrati HPSI costituiscono la base per le innovazioni di domani.
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