Plaquette de 12 pouces en 4H-SiC pour lunettes AR

Description courte :

LeSubstrat conducteur 4H-SiC (carbure de silicium) de 12 poucesest une plaquette de semi-conducteur à large bande interdite de très grand diamètre développée pour la prochaine générationhaute tension, haute puissance, haute fréquence et haute températureFabrication de composants électroniques de puissance. Tirer parti des avantages intrinsèques du SiC, tels que :champ électrique critique élevé, vitesse de dérive électronique saturée élevée, conductivité thermique élevée, etexcellente stabilité chimique—Ce substrat est positionné comme un matériau fondamental pour les plateformes de dispositifs de puissance avancés et les applications émergentes sur plaquettes de grande surface.

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Caractéristiques

Diagramme détaillé

Aperçu

Pour répondre aux exigences de l'ensemble du secteurréduction des coûts et amélioration de la productivité, la transition du courant dominantSiC de 6 à 8 pouces to SiC de 12 poucesLe choix du substrat est largement reconnu comme une étape clé. Une plaquette de 12 pouces offre une surface utile nettement supérieure aux formats plus petits, permettant un rendement de puces plus élevé par plaquette, une meilleure utilisation de celle-ci et une réduction des pertes en bordure, contribuant ainsi à l'optimisation globale des coûts de fabrication tout au long de la chaîne d'approvisionnement.

Voie de croissance cristalline et de fabrication de plaquettes

Ce substrat conducteur 4H-SiC de 12 pouces est produit grâce à une chaîne de processus complète.expansion des germes, croissance monocristalline, découpe en plaquettes, amincissement et polissage, conformément aux pratiques de fabrication standard des semi-conducteurs :

Expansion des semences par transport physique en phase vapeur (PVT) :
Un 12 poucescristal germe 4H-SiCest obtenu par expansion du diamètre à l'aide de la méthode PVT, permettant la croissance ultérieure de boules conductrices de 4H-SiC de 12 pouces.
Croissance d'un monocristal conducteur de 4H-SiC :
Conducteurn⁺ 4H-SiCLa croissance monocristalline est obtenue en introduisant de l'azote dans l'environnement de croissance afin de fournir un dopage donneur contrôlé.
Fabrication de plaquettes (traitement standard des semi-conducteurs) :
Après la mise en forme des boules, les plaquettes sont produites viadécoupe au laser, suivi deamincissement, polissage (y compris la finition au niveau CMP) et nettoyage.
L'épaisseur du substrat résultant est560 μm.

Cette approche intégrée est conçue pour favoriser une croissance stable à des diamètres ultra-larges tout en maintenant l'intégrité cristallographique et des propriétés électriques constantes.

Afin de garantir une évaluation complète de la qualité, le substrat est caractérisé à l'aide d'une combinaison d'outils structurels, optiques, électriques et de contrôle des défauts :

Spectroscopie Raman (cartographie de surface) :vérification de l'uniformité du polytype sur toute la plaquette
Microscopie optique entièrement automatisée (cartographie de plaquettes) :détection et évaluation statistique des microcanaux
Métrologie de résistivité sans contact (cartographie de plaquette) :distribution de la résistivité sur plusieurs sites de mesure
Diffraction des rayons X à haute résolution (HRXRD) :évaluation de la qualité cristalline par mesures de courbe de diffraction
Inspection des dislocations (après attaque chimique sélective) :évaluation de la densité et de la morphologie des dislocations (avec un accent particulier sur les dislocations vis)

plaquette de silicium 10

Principaux résultats de performance (représentatifs)

Les résultats de caractérisation démontrent que le substrat conducteur 4H-SiC de 12 pouces présente une excellente qualité de matériau pour l'ensemble des paramètres critiques :

(1) Pureté et uniformité du polytype

La cartographie de la zone Raman montreCouverture polytypique de 100 % du 4H-SiCsur le substrat.
Aucune inclusion d'autres polytypes (par exemple, 6H ou 15R) n'est détectée, ce qui indique un excellent contrôle des polytypes à l'échelle de 12 pouces.

(2) Densité des micropipes (MPD)

La cartographie par microscopie à l'échelle de la plaquette indique undensité de micropipes < 0,01 cm⁻², ce qui témoigne d'une suppression efficace de cette catégorie de défauts limitant le fonctionnement du dispositif.

(3) Résistivité et uniformité électriques

La cartographie de résistivité sans contact (mesure en 361 points) montre :
- Plage de résistivité :20,5–23,6 mΩ·cm
- Résistivité moyenne :22,8 mΩ·cm
- Non-uniformité :< 2%
  Ces résultats indiquent une bonne homogénéité d'incorporation du dopant et une uniformité électrique favorable à l'échelle de la plaquette.

(4) Qualité cristalline (HRXRD)

Mesures de la courbe de diffraction HRXRD sur le(004) réflexion, prise àcinq pointsle long du diamètre de la plaquette, indiquer :
- Des pics uniques et quasi symétriques, sans comportement à pics multiples, suggèrent l'absence de caractéristiques de joints de grains à faible angle.
- Largeur à mi-hauteur moyenne (FWHM) :20,8 secondes d'arc (″), ce qui indique une qualité cristalline élevée.

(5) Densité de dislocations vis (TSD)

Après gravure sélective et numérisation automatisée, ledensité de dislocations de visest mesuré à2 cm⁻², démontrant une faible TSD à l'échelle de 12 pouces.

Conclusion tirée des résultats ci-dessus :
Le substrat démontreExcellente pureté du polytype 4H, densité de micropipes ultra-faible, résistivité faible, stable et uniforme, haute qualité cristalline et faible densité de dislocations vis, confirmant son adéquation à la fabrication de dispositifs de pointe.

Valeur et avantages du produit

Permet la migration de la fabrication de SiC de 12 pouces
Fournit une plateforme de substrat de haute qualité, conforme à la feuille de route de l'industrie en matière de fabrication de plaquettes SiC de 12 pouces.
Faible densité de défauts pour un rendement et une fiabilité accrus des dispositifs
La très faible densité de micropipes et la faible densité de dislocations vis contribuent à réduire les mécanismes de perte de rendement catastrophiques et paramétriques.
Excellente uniformité électrique pour une stabilité de processus optimale
Une distribution étroite de la résistivité permet d'améliorer la cohérence des dispositifs d'une plaquette à l'autre et au sein d'une même plaquette.
Qualité cristalline élevée permettant l'épitaxie et la fabrication de dispositifs
Les résultats HRXRD et l'absence de signatures de joints de grains à faible angle indiquent une qualité de matériau favorable pour la croissance épitaxiale et la fabrication de dispositifs.

Applications cibles

Le substrat conducteur 4H-SiC de 12 pouces est applicable à :

Dispositifs de puissance en SiC :MOSFET, diodes Schottky (SBD) et structures apparentées
Véhicules électriques :onduleurs de traction principaux, chargeurs embarqués (OBC) et convertisseurs CC-CC
Énergies renouvelables et réseau électrique :onduleurs photovoltaïques, systèmes de stockage d'énergie et modules de réseau intelligent
Électronique de puissance industrielle :alimentations à haut rendement, variateurs de vitesse pour moteurs et convertisseurs haute tension
Nouvelles demandes en matière de plaquettes de grande surface :Emballage avancé et autres scénarios de fabrication de semi-conducteurs compatibles avec les écrans de 12 pouces

FAQ – Substrat conducteur 4H-SiC de 12 pouces

Q1. De quel type de substrat SiC s'agit-il pour ce produit ?

A:
Ce produit est unSubstrat monocristallin conducteur (type n⁺) 4H-SiC de 12 pouces, cultivés par la méthode de transport physique en phase vapeur (PVT) et traités à l'aide de techniques standard de fabrication de plaquettes de semi-conducteurs.

Q2. Pourquoi le 4H-SiC a-t-il été choisi comme polytype ?

A:
Le 4H-SiC offre la combinaison la plus favorable demobilité électronique élevée, large bande interdite, champ de claquage élevé et conductivité thermiqueparmi les polytypes de SiC commercialement pertinents. C'est le polytype dominant utilisé pourdispositifs SiC haute tension et haute puissance, tels que les MOSFET et les diodes Schottky.

Q3. Quels sont les avantages du passage de substrats SiC de 8 pouces à des substrats de 12 pouces ?

A:
Une plaquette de SiC de 12 pouces offre :

De manière significativesurface utilisable plus grande
Rendement en puces plus élevé par tranche
Rapport de perte de bord inférieur
Compatibilité améliorée aveclignes de fabrication de semi-conducteurs de 12 pouces de pointe

Ces facteurs contribuent directement àcoût par appareil plus faibleet une efficacité de production accrue.

À propos de nous

XKH est spécialisée dans le développement, la production et la vente de verres optiques spéciaux et de nouveaux matériaux cristallins de haute technologie. Nos produits sont destinés à l'électronique optique, à l'électronique grand public et au secteur militaire. Nous proposons des composants optiques en saphir, des films de protection pour objectifs de téléphones portables, de la céramique, du LT, du carbure de silicium (SiC), du quartz et des plaquettes de cristal semi-conducteur. Grâce à notre expertise et à nos équipements de pointe, nous excellons dans la transformation de produits non standard, avec pour ambition de devenir une entreprise leader dans le domaine des matériaux optoélectroniques.