Plaquettes de carbure de silicium (SiC) de 8 pouces (200 mm), type 4H-N, qualité production, épaisseur 500 µm

Taille : 8 pouces ;

Diamètre : 200 mm ± 0,2 ;

Épaisseur : 500 µm ± 25 ;

Orientation de la surface : 4 vers [11-20]±0,5° ;

Orientation de l'encoche : [1-100] ±1° ;

Profondeur de l'encoche : 1 ± 0,25 mm ;

Micropipe : <1cm2 ;

Plaques hexagonales : aucune autorisée ;

Résistivité : 0,015~0,028Ω ;

EPD : <8000cm2 ;

TED : < 6000 cm²

BPD : < 2000 cm²

TSD : < 1000 cm²

SF : zone < 1 %

TTV≤15 µm ;

Déformation ≤ 40 µm ;

Arc ≤ 25 µm ;

Zones poly : ≤5 % ;

Rayures : <5 et longueur cumulée < 1 diamètre de plaquette ;

Ébréchures/Indentations : Aucune ne permet une largeur et une profondeur D > 0,5 mm ;

Fissures : Aucune ;

Tache : Aucune

Bord de la plaquette : Chanfrein ;

Finition de surface : Polissage double face, CMP face Si ;

Conditionnement : Cassette multi-plaquettes ou conteneur à plaquette unique ;

Les difficultés actuelles liées à la préparation de cristaux de 4H-SiC de 200 mm sont principalement dues à…

1) La préparation de cristaux germes 4H-SiC de 200 mm de haute qualité ;

2) Contrôle de la non-uniformité du champ de température de grande taille et du processus de nucléation ;

3) L'efficacité du transport et l'évolution des composants gazeux dans les systèmes de croissance cristalline à grande échelle ;

4) Fissuration des cristaux et prolifération des défauts causées par une augmentation importante des contraintes thermiques.

Pour surmonter ces difficultés et obtenir des plaquettes SiC de 200 mm de haute qualité, les solutions suivantes sont proposées :

En ce qui concerne la préparation de cristaux germes de 200 mm, le champ de température et d'écoulement approprié, ainsi que l'assemblage d'expansion, ont été étudiés et conçus pour prendre en compte la qualité du cristal et sa taille d'expansion. À partir d'un cristal germe de SiC de 150 mm, des itérations de cristaux germes sont effectuées pour étendre progressivement la cristallisation du SiC jusqu'à atteindre 200 mm. Grâce à la croissance et au traitement de plusieurs cristaux, la qualité du cristal dans la zone d'expansion est progressivement optimisée, améliorant ainsi la qualité des cristaux germes de 200 mm.

Concernant la préparation des cristaux conducteurs et des substrats de 200 mm, la recherche a permis d'optimiser la conception du champ de température et du champ d'écoulement pour la croissance de cristaux de grande taille, de réaliser la croissance de cristaux conducteurs de SiC de 200 mm et de contrôler l'uniformité du dopage. Après l'ébauche et la mise en forme du cristal, un lingot de 4H-SiC électriquement conducteur de 8 pouces de diamètre standard a été obtenu. Après découpe, meulage, polissage et usinage, des plaquettes de SiC de 200 mm d'une épaisseur d'environ 525 µm ont été obtenues.