Substrat composite SiC de type SEMI 4H de 6 pouces, épaisseur 500 μm, TTV ≤ 5 μm, qualité MOS

Brève description :

Avec l'évolution rapide des communications 5G et des technologies radar, le substrat composite SiC semi-isolant de 6 pouces est devenu un matériau essentiel pour la fabrication de dispositifs haute fréquence. Comparé aux substrats GaAs traditionnels, ce substrat conserve une résistivité élevée (> 10⁸ Ω·cm) tout en améliorant la conductivité thermique de plus de 5 fois, résolvant ainsi efficacement les problèmes de dissipation thermique des dispositifs à ondes millimétriques. Les amplificateurs de puissance des appareils du quotidien, comme les smartphones 5G et les terminaux de communication par satellite, sont probablement construits sur ce substrat. Grâce à notre technologie exclusive de « compensation du dopage de la couche tampon », nous avons réduit la densité des microtubes à moins de 0,5/cm² et obtenu une perte micro-ondes ultra-faible de 0,05 dB/mm.

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Paramètres techniques

Articles	Spécification	Articles	Spécification
Diamètre	150 ± 0,2 mm	Rugosité frontale (face Si)	Ra ≤ 0,2 nm (5 μm × 5 μm)
Polytype	4H	Éclat de bord, rayure, fissure (inspection visuelle)	Aucun
Résistivité	≥1E8 Ω·cm	TTV	≤ 5 μm
Épaisseur de la couche de transfert	≥ 0,4 μm	Chaîne	≤ 35 μm
Vide (2 mm> D> 0,5 mm)	≤5 unités/plaquette	Épaisseur	500±25 μm

Caractéristiques principales

1. Performances exceptionnelles à haute fréquence
Le substrat composite SiC semi-isolant de 6 pouces utilise une conception de couche diélectrique graduée, garantissant une variation constante diélectrique de < 2 % dans la bande Ka (26,5-40 GHz) et améliorant la cohérence de phase de 40 %. Augmentation de 15 % de l'efficacité et réduction de 20 % de la consommation d'énergie dans les modules T/R utilisant ce substrat.

2. Gestion thermique révolutionnaire
Une structure composite unique à « pont thermique » permet une conductivité thermique latérale de 400 W/m·K. Dans les modules PA de station de base 5G à 28 GHz, la température de jonction n'augmente que de 28 °C après 24 heures de fonctionnement continu, soit 50 °C de moins que les solutions conventionnelles.

3. Qualité de plaquette supérieure
Grâce à une méthode optimisée de transport physique de vapeur (PVT), nous obtenons une densité de dislocations < 500/cm² et une variation d'épaisseur totale (TTV) < 3 μm.
4. Traitement adapté à la fabrication
Notre procédé de recuit laser spécialement développé pour le substrat composite SiC semi-isolant de 6 pouces réduit la densité de l'état de surface de deux ordres de grandeur avant l'épitaxie.

Principales applications

1. Composants principaux de la station de base 5G
Dans les réseaux d'antennes MIMO massifs, les dispositifs HEMT GaN sur substrats composites SiC semi-isolants de 6 pouces atteignent une puissance de sortie de 200 W et un rendement supérieur à 65 %. Des essais sur le terrain à 3,5 GHz ont montré une augmentation de 30 % du rayon de couverture.

2. Systèmes de communication par satellite
Les émetteurs-récepteurs de satellites en orbite basse (LEO) utilisant ce substrat affichent une PIRE supérieure de 8 dB dans la bande Q (40 GHz) tout en réduisant leur poids de 40 %. Les terminaux Starlink de SpaceX l'ont adopté pour la production de masse.

3. Systèmes radar militaires
Les modules radar à réseau phasé T/R sur ce substrat atteignent une bande passante de 6 à 18 GHz et un facteur de bruit aussi bas que 1,2 dB, étendant la portée de détection de 50 km dans les systèmes radar d'alerte précoce.

4. Radar à ondes millimétriques pour automobiles
Les puces radar automobiles de 79 GHz utilisant ce substrat améliorent la résolution angulaire à 0,5°, répondant ainsi aux exigences de conduite autonome L4.

Nous proposons une solution complète et personnalisée pour les substrats composites SiC semi-isolants de 6 pouces. Concernant la personnalisation des paramètres matériaux, nous prenons en charge une régulation précise de la résistivité dans la plage de 10⁶ à 10¹⁰ Ω·cm. Spécialement pour les applications militaires, nous proposons une option de résistance ultra-élevée > 10⁹ Ω·cm. Elle offre trois épaisseurs de 200 μm, 350 μm et 500 μm simultanément, avec une tolérance strictement contrôlée à ±10 μm, répondant ainsi à différentes exigences, des dispositifs haute fréquence aux applications haute puissance.

En termes de processus de traitement de surface, nous proposons deux solutions professionnelles : le polissage mécano-chimique (CMP) peut atteindre une planéité de surface au niveau atomique avec Ra<0,15 nm, répondant aux exigences de croissance épitaxiale les plus exigeantes ; la technologie de traitement de surface prête pour l'épitaxie pour les demandes de production rapide peut fournir des surfaces ultra-lisses avec Sq<0,3 nm et une épaisseur d'oxyde résiduel <1 nm, simplifiant considérablement le processus de prétraitement du côté du client.

XKH fournit des solutions personnalisées complètes pour les substrats composites SiC semi-isolants de 6 pouces

1. Personnalisation des paramètres matériels
Nous proposons un réglage précis de la résistivité dans la plage de 10⁶-10¹⁰ Ω·cm, avec des options de résistivité ultra-élevée spécialisées >10⁹ Ω·cm disponibles pour les applications militaires/aérospatiales.

2. Spécifications d'épaisseur
Trois options d'épaisseur standardisées :

· 200 μm (optimisé pour les appareils haute fréquence)

· 350 μm (spécification standard)

· 500 μm (conçu pour les applications haute puissance)
· Toutes les variantes maintiennent des tolérances d'épaisseur serrées de ±10 μm.

3. Technologies de traitement de surface

Polissage chimico-mécanique (CMP) : permet d'obtenir une planéité de surface au niveau atomique avec Ra<0,15 nm, répondant aux exigences strictes de croissance épitaxiale pour les dispositifs RF et de puissance.

4. Traitement de surface Epi-Ready

· Fournit des surfaces ultra-lisses avec une rugosité Sq<0,3 nm

· Contrôle l'épaisseur de l'oxyde natif à < 1 nm

· Élimine jusqu'à 3 étapes de prétraitement dans les installations du client