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

SiC monocristallino conduttivo da 6 pollici su substrato composito SiC policristallino Diametro 150 mm Tipo P Tipo N Immagine in evidenza
  • SiC monocristallino conduttivo da 6 pollici su substrato composito SiC policristallino Diametro 150 mm Tipo P Tipo N
  • 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 attraverso processi specializzati, combinando le proprietà elettriche superiori 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 alle alte tensioni, 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'uso 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.


Caratteristiche

Parametri tecnici

Misurare:

6 pollice

Diametro:

150 millimetri

Spessore:

400-500 micron

Parametri del film SiC monocristallino

Politipo:

4H-SiC o 6H-SiC

Concentrazione di doping:

1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³

Spessore:

5-20 micron

Resistenza del foglio:

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 micron

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 micron

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 esercizio:

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 in termini di 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 ad alta potenza.

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

Dimensioni standardizzate del wafer 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 pre-drogati di tipo N o di tipo P riducono al minimo i passaggi di impianto ionico nella produzione dei dispositivi, 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 efficacemente 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'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 metropolitani, offrendo resistenza ad alta tensione (>1700 V) e fattori di forma compatti.

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

Nella fabbricazione pratica, il substrato composito 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 diversi requisiti del dispositivo.

2. Elaborazione dei wafer: fornitura all'ingrosso di substrati da 6 pollici con servizi di assottigliamento e metallizzazione del lato posteriore 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 del materiale.

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 il SiC monocristallino conduttivo da 6 pollici su substrato composito SiC policristallino come la soluzione preferita in termini di rapporto costo-prestazioni per l'elettronica di potenza SiC, offrendo supporto end-to-end 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'avanzamento dell'Industria 4.0, questo substrato fornisce una base materiale affidabile per l'elettronica di potenza di prossima generazione. XKH accoglie con favore le collaborazioni per esplorare ulteriormente il potenziale della tecnologia SiC.

SiC monocristallino da 6 pollici su substrato composito SiC policristallino 2
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