SiC monocristallino conduttivo da 6 pollici su substrato composito SiC policristallino Diametro 150 mm Tipo P Tipo N

Breve descrizione:

Il substrato composito conduttivo in SiC monocristallino su SiC policristallino da 6 pollici rappresenta una soluzione innovativa in carburo di silicio (SiC) progettata per dispositivi elettronici ad alta potenza, alta temperatura e alta frequenza. Questo substrato presenta uno strato attivo in SiC monocristallino legato a una base in SiC policristallino tramite processi specializzati, combinando le superiori proprietà elettriche del SiC monocristallino con i vantaggi economici del SiC policristallino.
Rispetto ai substrati SiC completamente monocristallini convenzionali, il substrato composito SiC monocristallino su SiC policristallino conduttivo da 6 pollici mantiene un'elevata mobilità elettronica e resistenza ad alta tensione, riducendo al contempo significativamente i costi di produzione. Le dimensioni del wafer da 6 pollici (150 mm) garantiscono la compatibilità con le linee di produzione di semiconduttori esistenti, consentendo una produzione scalabile. Inoltre, il design conduttivo consente l'utilizzo diretto nella fabbricazione di dispositivi di potenza (ad esempio, MOSFET, diodi), eliminando la necessità di ulteriori processi di drogaggio e semplificando i flussi di lavoro di produzione.

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Dettagli del prodotto

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Parametri tecnici

Misurare:	6 pollice
Diametro:	150 millimetri
Spessore:	400-500 μm
Parametri del film SiC monocristallino
Politipo:	4H-SiC o 6H-SiC
Concentrazione di doping:	1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³
Spessore:	5-20 μm
Resistenza della lamiera:	10-1000 Ω/m²
Mobilità elettronica:	800-1200 cm²/Vs
Mobilità del foro:	100-300 cm²/Vs
Parametri dello strato tampone SiC policristallino
Spessore:	50-300 μm
Conduttività termica:	150-300 W/m·K
Parametri del substrato SiC monocristallino
Politipo:	4H-SiC o 6H-SiC
Concentrazione di doping:	1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³
Spessore:	300-500 μm
Granulometria:	> 1 millimetro
Rugosità superficiale:	< 0,3 mm RMS
Proprietà meccaniche ed elettriche
Durezza:	9-10 Mohs
Resistenza alla compressione:	3-4 GPa
Resistenza alla trazione:	0,3-0,5 GPa
Intensità del campo di rottura:	> 2 MV/cm
Tolleranza alla dose totale:	> 10 Mrad
Resistenza all'effetto di un singolo evento:	> 100 MeV·cm²/mg
Conduttività termica:	150-380 W/m·K
Intervallo di temperatura di funzionamento:	da -55 a 600°C

Caratteristiche principali

Il substrato composito SiC monocristallino conduttivo da 6 pollici su SiC policristallino offre un equilibrio unico tra struttura del materiale e prestazioni, rendendolo adatto ad ambienti industriali esigenti:

1. Efficienza dei costi: la base in SiC policristallino riduce sostanzialmente i costi rispetto al SiC completamente monocristallino, mentre lo strato attivo in SiC monocristallino garantisce prestazioni di livello dispositivo, ideali per applicazioni attente ai costi.

2. Proprietà elettriche eccezionali: lo strato di SiC monocristallino presenta un'elevata mobilità dei portatori (>500 cm²/V·s) e una bassa densità di difetti, supportando il funzionamento di dispositivi ad alta frequenza e alta potenza.

3. Stabilità alle alte temperature: la resistenza intrinseca del SiC alle alte temperature (>600°C) garantisce la stabilità del substrato composito in condizioni estreme, rendendolo adatto per veicoli elettrici e applicazioni su motori industriali.

Dimensioni wafer standardizzate da 4,6 pollici: rispetto ai tradizionali substrati SiC da 4 pollici, il formato da 6 pollici aumenta la resa del chip di oltre il 30%, riducendo i costi per unità di dispositivo.

5. Design conduttivo: gli strati di tipo N o di tipo P pre-drogati riducono al minimo i passaggi di impianto ionico nella produzione del dispositivo, migliorando l'efficienza e la resa della produzione.

6. Gestione termica superiore: la conduttività termica della base in SiC policristallino (~120 W/m·K) si avvicina a quella del SiC monocristallino, risolvendo in modo efficace le sfide di dissipazione del calore nei dispositivi ad alta potenza.

Queste caratteristiche posizionano il substrato composito SiC monocristallino conduttivo da 6 pollici su SiC policristallino come una soluzione competitiva per settori quali l'energia rinnovabile, il trasporto ferroviario e l'industria aerospaziale.

Applicazioni primarie

Il substrato composito SiC monocristallino conduttivo da 6 pollici su SiC policristallino è stato utilizzato con successo in diversi settori ad alta richiesta:
1. Gruppi propulsori per veicoli elettrici: utilizzati nei MOSFET e nei diodi SiC ad alta tensione per migliorare l'efficienza dell'inverter ed estendere l'autonomia della batteria (ad esempio, modelli Tesla, BYD).

2. Azionamenti per motori industriali: consentono moduli di potenza ad alta temperatura e alta frequenza di commutazione, riducendo il consumo energetico nei macchinari pesanti e nelle turbine eoliche.

3. Inverter fotovoltaici: i dispositivi SiC migliorano l'efficienza di conversione solare (>99%), mentre il substrato composito riduce ulteriormente i costi del sistema.

4. Trasporto ferroviario: applicato nei convertitori di trazione per sistemi ferroviari ad alta velocità e metropolitane, offrendo resistenza ad alta tensione (>1700 V) e fattori di forma compatti.

5. Aerospaziale: ideale per sistemi di alimentazione satellitare e circuiti di controllo dei motori degli aerei, in grado di resistere a temperature e radiazioni estreme.

Nella fabbricazione pratica, il substrato composito in SiC monocristallino conduttivo da 6 pollici su SiC policristallino è completamente compatibile con i processi standard dei dispositivi SiC (ad esempio, litografia, incisione), senza richiedere investimenti di capitale aggiuntivi.

Servizi XKH

XKH fornisce un supporto completo per il substrato composito SiC monocristallino conduttivo da 6 pollici su SiC policristallino, dalla ricerca e sviluppo alla produzione di massa:

1. Personalizzazione: spessore dello strato monocristallino regolabile (5–100 μm), concentrazione di drogaggio (1e15–1e19 cm⁻³) e orientamento del cristallo (4H/6H-SiC) per soddisfare i requisiti di diversi dispositivi.

2. Elaborazione dei wafer: fornitura all'ingrosso di substrati da 6 pollici con servizi di assottigliamento e metallizzazione del retro per l'integrazione plug-and-play.

3. Validazione tecnica: include analisi di cristallinità XRD, test ad effetto Hall e misurazione della resistenza termica per accelerare la qualificazione dei materiali.

4. Prototipazione rapida: campioni da 2 a 4 pollici (stesso processo) per istituti di ricerca per accelerare i cicli di sviluppo.

5.Analisi e ottimizzazione dei guasti: soluzioni a livello di materiale per le sfide di elaborazione (ad esempio, difetti dello strato epitassiale).

La nostra missione è quella di affermare che il substrato composito in SiC monocristallino conduttivo da 6 pollici su SiC policristallino sia la soluzione preferita in termini di rapporto qualità-prezzo per l'elettronica di potenza in SiC, offrendo un supporto completo dalla prototipazione alla produzione in serie.

Conclusione

Il substrato composito conduttivo da 6 pollici in SiC monocristallino su SiC policristallino raggiunge un equilibrio rivoluzionario tra prestazioni e costi grazie alla sua innovativa struttura ibrida mono/policristallina. Con la proliferazione dei veicoli elettrici e l'avanzare dell'Industria 4.0, questo substrato fornisce una base affidabile per l'elettronica di potenza di prossima generazione. XKH accoglie con favore le collaborazioni per esplorare ulteriormente il potenziale della tecnologia SiC.