Substrat d'ensemencement SiC de type N sur mesure, diamètre 153/155 mm, pour l'électronique de puissance
Introduire
Les substrats d'amorçage en carbure de silicium (SiC) constituent le matériau de base des semi-conducteurs de troisième génération. Ils se distinguent par leur conductivité thermique exceptionnellement élevée, leur rigidité diélectrique supérieure et leur mobilité électronique élevée. Ces propriétés les rendent indispensables pour l'électronique de puissance, les dispositifs RF, les véhicules électriques et les applications liées aux énergies renouvelables. XKH est spécialisée dans la R&D et la production de substrats d'amorçage en SiC de haute qualité. L'entreprise utilise des techniques de croissance cristalline avancées, telles que le transport physique en phase vapeur (PVT) et le dépôt chimique en phase vapeur à haute température (HTCVD), afin de garantir une qualité cristalline de pointe.
XKH propose des substrats de germination SiC de 4, 6 et 8 pouces avec dopage N/P personnalisable, atteignant des niveaux de résistivité de 0,01 à 0,1 Ω·cm et des densités de dislocations inférieures à 500 cm⁻², ce qui les rend idéaux pour la fabrication de MOSFET, de diodes Schottky (SBD) et d'IGBT. Notre processus de production intégré verticalement couvre la croissance cristalline, le découpage, le polissage et le contrôle des plaquettes, avec une capacité de production mensuelle supérieure à 5 000 plaquettes afin de répondre aux divers besoins des instituts de recherche, des fabricants de semi-conducteurs et des entreprises d'énergies renouvelables.
De plus, nous proposons des solutions personnalisées, notamment :
Personnalisation de l'orientation cristalline (4H-SiC, 6H-SiC)
Dopage spécialisé (aluminium, azote, bore, etc.)
Polissage ultra-lisse (Ra < 0,5 nm)
XKH propose des services de traitement d'échantillons, de consultation technique et de prototypage en petites séries pour fournir des solutions optimisées de substrats SiC.
Paramètres techniques
| plaquette de germe en carbure de silicium | |
| Polytype | 4H |
| erreur d'orientation de surface | 4° vers <11-20> ±0,5º |
| Résistivité | personnalisation |
| Diamètre | 205 ± 0,5 mm |
| Épaisseur | 600 ± 50 μm |
| Rugosité | CMP,Ra≤0,2nm |
| Densité des micropipes | ≤1 ea/cm2 |
| Égratignures | ≤5, Longueur totale ≤2 * Diamètre |
| Ébréchures/indentations sur les bords | Aucun |
| Marquage laser frontal | Aucun |
| Égratignures | ≤2,Longueur totale≤Diamètre |
| Ébréchures/indentations sur les bords | Aucun |
| Zones polytypes | Aucun |
| Marquage laser au verso | 1 mm (à partir du bord supérieur) |
| Bord | Chanfreiner |
| Conditionnement | Cassette multi-plaquettes |
Substrats de germes en SiC - Caractéristiques clés
1. Propriétés physiques exceptionnelles
• Conductivité thermique élevée (~490 W/m·K), surpassant largement le silicium (Si) et l'arséniure de gallium (GaAs), ce qui la rend idéale pour le refroidissement des dispositifs à haute densité de puissance.
• Intensité du champ de claquage (~3 MV/cm), permettant un fonctionnement stable dans des conditions de haute tension, critique pour les onduleurs de véhicules électriques et les modules de puissance industriels.
• Large bande interdite (3,2 eV), réduisant les courants de fuite à haute température et améliorant la fiabilité du dispositif.
2. Qualité cristalline supérieure
· La technologie de croissance hybride PVT + HTCVD minimise les défauts des micropipes, maintenant les densités de dislocations en dessous de 500 cm⁻².
· Courbure/déformation de la plaquette < 10 μm et rugosité de surface Ra < 0,5 nm, assurant la compatibilité avec les procédés de lithographie de haute précision et de dépôt de couches minces.
3. Diverses options de dopage
·Type N (dopé à l'azote) : Faible résistivité (0,01-0,02 Ω·cm), optimisé pour les dispositifs RF haute fréquence.
• Type P (dopé à l'aluminium) : Idéal pour les MOSFET de puissance et les IGBT, améliorant la mobilité des porteurs.
• SiC semi-isolant (dopé au vanadium) : Résistivité > 10⁵ Ω·cm, adapté aux modules frontaux RF 5G.
4. Stabilité environnementale
• Résistance aux hautes températures (>1600°C) et aux radiations, adaptée aux environnements aérospatiaux, nucléaires et autres environnements extrêmes.
Substrats de germination en SiC - Applications principales
1. Électronique de puissance
• Véhicules électriques (VE) : Utilisés dans les chargeurs embarqués (OBC) et les onduleurs pour améliorer l'efficacité et réduire les besoins en gestion thermique.
• Systèmes d'alimentation industrielle : Améliore les onduleurs photovoltaïques et les réseaux intelligents, atteignant un rendement de conversion de puissance supérieur à 99 %.
2. Dispositifs RF
• Stations de base 5G : Les substrats SiC semi-isolants permettent l’utilisation d’amplificateurs de puissance RF GaN sur SiC, prenant en charge la transmission de signaux haute fréquence et haute puissance.
Communications par satellite : Ses faibles pertes le rendent adapté aux appareils à ondes millimétriques.
3. Énergies renouvelables et stockage de l'énergie
• Énergie solaire : les MOSFET SiC améliorent l’efficacité de la conversion CC-CA tout en réduisant les coûts du système.
• Systèmes de stockage d'énergie (ESS) : Optimise les convertisseurs bidirectionnels et prolonge la durée de vie de la batterie.
4. Défense et aérospatiale
• Systèmes radar : Les radars AESA (Active Electronically Scanned Array) utilisent des dispositifs SiC haute puissance.
• Gestion de l'alimentation des engins spatiaux : les substrats en SiC résistants aux radiations sont essentiels pour les missions spatiales lointaines.
5. Recherche et technologies émergentes
• Informatique quantique : Le SiC de haute pureté permet la recherche sur les qubits de spin.
• Capteurs haute température : utilisés dans l’exploration pétrolière et la surveillance des réacteurs nucléaires.
Substrats de germination en SiC - Services XKH
1. Avantages de la chaîne d'approvisionnement
• Fabrication verticalement intégrée : contrôle complet depuis la poudre de SiC de haute pureté jusqu'aux plaquettes finies, garantissant des délais de livraison de 4 à 6 semaines pour les produits standard.
• Compétitivité des coûts : Les économies d’échelle permettent des prix inférieurs de 15 à 20 % à ceux des concurrents, avec un soutien aux accords à long terme (ALT).
2. Services de personnalisation
· Orientation cristalline : 4H-SiC (standard) ou 6H-SiC (applications spécialisées).
• Optimisation du dopage : Propriétés sur mesure de type N/P/semi-isolantes.
· Polissage avancé : polissage CMP et traitement de surface prêt pour l'épitaxie (Ra < 0,3 nm).
3. Assistance technique
• Tests d'échantillons gratuits : comprend des rapports de mesure XRD, AFM et effet Hall.
• Assistance à la simulation des dispositifs : Prend en charge la croissance épitaxiale et l’optimisation de la conception des dispositifs.
4. Intervention rapide
• Prototypage en petite série : commande minimale de 10 plaquettes, livrées sous 3 semaines.
• Logistique mondiale : Partenariats avec DHL et FedEx pour la livraison porte-à-porte.
5. Assurance qualité
• Inspection complète du processus : Couvre la topographie aux rayons X (XRT) et l'analyse de la densité des défauts.
• Certifications internationales : Conforme aux normes IATF 16949 (qualité automobile) et AEC-Q101.
Conclusion
Les substrats SiC de XKH se distinguent par leur qualité cristalline, la stabilité de leur chaîne d'approvisionnement et leur grande flexibilité de personnalisation, et sont utilisés dans les secteurs de l'électronique de puissance, des communications 5G, des énergies renouvelables et des technologies de défense. Nous poursuivons le développement de la technologie de production en série de semi-conducteurs SiC de 8 pouces afin de contribuer à l'essor de l'industrie des semi-conducteurs de troisième génération.









