SiC monocristallin conducteur de 6 pouces sur substrat composite SiC polycristallin Diamètre 150 mm Type P Type N

Brève description :

Le substrat composite conducteur SiC monocristallin de 6 pouces sur SiC polycristallin représente une solution innovante en carbure de silicium (SiC) conçue pour les dispositifs électroniques haute puissance, haute température et haute fréquence. Ce substrat est constitué d'une couche active de SiC monocristallin liée à une base de SiC polycristallin par des procédés spécialisés, alliant les propriétés électriques supérieures du SiC monocristallin aux avantages économiques du SiC polycristallin.
Comparé aux substrats SiC monocristallins classiques, le substrat composite SiC monocristallin conducteur de 6 pouces sur SiC polycristallin conserve une mobilité électronique élevée et une résistance aux hautes tensions, tout en réduisant considérablement les coûts de fabrication. Sa taille de plaquette de 6 pouces (150 mm) assure la compatibilité avec les lignes de production de semi-conducteurs existantes, permettant une fabrication évolutive. De plus, sa conception conductrice permet une utilisation directe dans la fabrication de composants de puissance (par exemple, MOSFET, diodes), éliminant ainsi le recours à des procédés de dopage supplémentaires et simplifiant les flux de production.

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Détails du produit

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Paramètres techniques

Taille:	6 pouce
Diamètre:	150 mm
Épaisseur:	400-500 μm
Paramètres du film SiC monocristallin
Polytype :	4H-SiC ou 6H-SiC
Concentration de dopage :	1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³
Épaisseur:	5-20 μm
Résistance de la feuille :	10-1000 Ω/carré
Mobilité des électrons :	800-1200 cm²/Vs
Mobilité des trous :	100-300 cm²/Vs
Paramètres de la couche tampon en SiC polycristallin
Épaisseur:	50-300 μm
Conductivité thermique :	150-300 W/m·K
Paramètres du substrat SiC monocristallin
Polytype :	4H-SiC ou 6H-SiC
Concentration de dopage :	1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³
Épaisseur:	300-500 μm
Taille des grains :	> 1 mm
Rugosité de surface :	< 0,3 mm RMS
Propriétés mécaniques et électriques
Dureté:	9-10 Mohs
Résistance à la compression :	3-4 GPa
Résistance à la traction:	0,3-0,5 GPa
Intensité du champ de rupture :	> 2 MV/cm
Tolérance à la dose totale :	> 10 Mrad
Résistance à l'effet d'un événement unique :	> 100 MeV·cm²/mg
Conductivité thermique :	150-380 W/m·K
Plage de température de fonctionnement :	-55 à 600°C

Caractéristiques principales

Le substrat composite SiC monocristallin conducteur de 6 pouces sur SiC polycristallin offre un équilibre unique entre la structure du matériau et les performances, ce qui le rend adapté aux environnements industriels exigeants :

1. Rentabilité : la base SiC polycristalline réduit considérablement les coûts par rapport au SiC entièrement monocristallin, tandis que la couche active SiC monocristallin garantit des performances de qualité appareil, idéales pour les applications sensibles aux coûts.

2. Propriétés électriques exceptionnelles : la couche de SiC monocristallin présente une mobilité élevée des porteurs (> 500 cm²/V·s) et une faible densité de défauts, prenant en charge le fonctionnement des dispositifs à haute fréquence et à haute puissance.

3. Stabilité à haute température : la résistance inhérente du SiC aux hautes températures (> 600 °C) garantit que le substrat composite reste stable dans des conditions extrêmes, ce qui le rend adapté aux véhicules électriques et aux applications de moteurs industriels.

Taille de plaquette standardisée de 4,6 pouces : par rapport aux substrats SiC traditionnels de 4 pouces, le format de 6 pouces augmente le rendement de la puce de plus de 30 %, réduisant ainsi les coûts par unité de dispositif.

5. Conception conductrice : les couches prédopées de type N ou de type P minimisent les étapes d'implantation ionique dans la fabrication des appareils, améliorant ainsi l'efficacité et le rendement de la production.

6. Gestion thermique supérieure : la conductivité thermique de la base SiC polycristallin (~120 W/m·K) se rapproche de celle du SiC monocristallin, répondant efficacement aux défis de dissipation thermique dans les appareils haute puissance.

Ces caractéristiques positionnent le substrat composite SiC monocristallin conducteur de 6 pouces sur SiC polycristallin comme une solution compétitive pour des industries telles que les énergies renouvelables, le transport ferroviaire et l'aérospatiale.

Applications principales

Le substrat composite SiC monocristallin conducteur de 6 pouces sur SiC polycristallin a été déployé avec succès dans plusieurs domaines à forte demande :
1. Groupes motopropulseurs de véhicules électriques : utilisés dans les MOSFET et diodes SiC haute tension pour améliorer l'efficacité de l'onduleur et étendre l'autonomie de la batterie (par exemple, les modèles Tesla, BYD).

2. Entraînements de moteurs industriels : Permettent des modules d'alimentation à haute température et à haute fréquence de commutation, réduisant ainsi la consommation d'énergie des machines lourdes et des éoliennes.

3. Onduleurs photovoltaïques : les dispositifs SiC améliorent l'efficacité de conversion solaire (> 99 %), tandis que le substrat composite réduit encore les coûts du système.

4. Transport ferroviaire : appliqué dans les convertisseurs de traction pour les systèmes ferroviaires à grande vitesse et de métro, offrant une résistance haute tension (> 1700 V) et des facteurs de forme compacts.

5. Aérospatiale : Idéal pour les systèmes d'alimentation des satellites et les circuits de contrôle des moteurs d'avion, capable de résister à des températures et des radiations extrêmes.

Dans la fabrication pratique, le substrat composite SiC monocristallin conducteur de 6 pouces sur SiC polycristallin est entièrement compatible avec les processus de dispositifs SiC standard (par exemple, lithographie, gravure), ne nécessitant aucun investissement en capital supplémentaire.

Services XKH

XKH fournit un support complet pour le substrat composite SiC monocristallin conducteur de 6 pouces sur SiC polycristallin, couvrant la R&D jusqu'à la production de masse :

1. Personnalisation : épaisseur de couche monocristalline réglable (5–100 μm), concentration de dopage (1e15–1e19 cm⁻³) et orientation du cristal (4H/6H-SiC) pour répondre aux diverses exigences des appareils.

2. Traitement des plaquettes : fourniture en vrac de substrats de 6 pouces avec services d'amincissement et de métallisation de la face arrière pour une intégration plug-and-play.

3. Validation technique : comprend l'analyse de cristallinité XRD, les tests à effet Hall et la mesure de la résistance thermique pour accélérer la qualification des matériaux.

4. Prototypage rapide : échantillons de 2 à 4 pouces (même processus) pour les institutions de recherche afin d'accélérer les cycles de développement.

5. Analyse et optimisation des défaillances : solutions au niveau des matériaux pour les défis de traitement (par exemple, défauts de couche épitaxiale).

Notre mission est d'établir le substrat composite SiC monocristallin conducteur de 6 pouces sur SiC polycristallin comme la solution de rapport coût-performance privilégiée pour l'électronique de puissance SiC, offrant un support de bout en bout du prototypage à la production en volume.

Conclusion

Le substrat composite SiC monocristallin conducteur de 6 pouces sur SiC polycristallin offre un compromis révolutionnaire entre performances et coût grâce à sa structure hybride monocristalline/polycristalline innovante. Face à la prolifération des véhicules électriques et aux avancées de l'Industrie 4.0, ce substrat offre une base matérielle fiable pour l'électronique de puissance de nouvelle génération. XKH encourage les collaborations visant à explorer davantage le potentiel de la technologie SiC.