Plaquettes de carbure de silicium : un guide complet sur les propriétés, la fabrication et les applications

Résumé de la plaquette de SiC

Les plaquettes de carbure de silicium (SiC) sont devenues le substrat de choix pour l'électronique haute puissance, haute fréquence et haute température dans les secteurs de l'automobile, des énergies renouvelables et de l'aérospatiale. Notre gamme couvre les principaux polytypes et schémas de dopage : 4H dopé à l'azote (4H-N), semi-isolant haute pureté (HPSI), 3C dopé à l'azote (3C-N) et 4H/6H de type p (4H/6H-P). Elles sont proposées en trois qualités : PRIME (substrats entièrement polis, de qualité pour les composants), DUMMY (rodés ou non polis pour les essais de procédés) et RESEARCH (couches épitaxiales et profils de dopage personnalisés pour la R&D). Les diamètres des plaquettes varient de 2 po, 4 po, 6 po, 8 po et 12 po, adaptés aux outils traditionnels comme aux usines de fabrication avancées. Nous fournissons également des boules monocristallines et des germes cristallins précisément orientés pour soutenir la croissance cristalline en interne.

Nos plaquettes 4H-N présentent des densités de porteurs de charge de 1×10¹⁶ à 1×10¹⁹ cm⁻³ et des résistivités de 0,01 à 10 Ω·cm, offrant une excellente mobilité électronique et des champs de claquage supérieurs à 2 MV/cm, idéaux pour les diodes Schottky, les MOSFET et les JFET. Les substrats HPSI dépassent une résistivité de 1×10¹² Ω·cm avec des densités de microtubes inférieures à 0,1 cm⁻², garantissant ainsi des fuites minimales pour les dispositifs RF et micro-ondes. Le 3C-N cubique, disponible aux formats 2″ et 4″, permet l'hétéroépitaxie sur silicium et prend en charge de nouvelles applications photoniques et MEMS. Les plaquettes 4H/6H-P de type P, dopées à l'aluminium à 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³, facilitent les architectures de dispositifs complémentaires.

Les plaquettes PRIME subissent un polissage chimico-mécanique pour atteindre une rugosité de surface < 0,2 nm RMS, une variation d'épaisseur totale inférieure à 3 µm et une courbure < 10 µm. Les substrats DUMMY accélèrent les tests d'assemblage et de packaging, tandis que les plaquettes RESEARCH présentent des épaisseurs de couche épitaxiale de 2 à 30 µm et un dopage sur mesure. Tous les produits sont certifiés par diffraction des rayons X (courbe de bascule < 30 secondes d'arc) et spectroscopie Raman, avec des tests électriques (mesures Hall, profilage CV et balayage de microtubes) garantissant la conformité aux normes JEDEC et SEMI.

Des boules jusqu'à 150 mm de diamètre sont cultivées par PVT et CVD avec des densités de dislocations inférieures à 1 × 10³ cm⁻² et un faible nombre de micropipes. Les cristaux germes sont coupés à 0,1° de l'axe c pour garantir une croissance reproductible et des rendements de coupe élevés.

En combinant plusieurs polytypes, variantes de dopage, niveaux de qualité, tailles de plaquettes et production interne de boules et de cristaux de germination, notre plateforme de substrats SiC rationalise les chaînes d'approvisionnement et accélère le développement de dispositifs pour les véhicules électriques, les réseaux intelligents et les applications en environnements difficiles.

Résumé de la plaquette de SiC

Les plaquettes de carbure de silicium (SiC) sont devenues le substrat de choix pour l'électronique haute puissance, haute fréquence et haute température dans les secteurs de l'automobile, des énergies renouvelables et de l'aérospatiale. Notre gamme couvre les principaux polytypes et schémas de dopage : 4H dopé à l'azote (4H-N), semi-isolant haute pureté (HPSI), 3C dopé à l'azote (3C-N) et 4H/6H de type p (4H/6H-P). Elles sont proposées en trois qualités : PRIME (substrats entièrement polis, de qualité pour les composants), DUMMY (rodés ou non polis pour les essais de procédés) et RESEARCH (couches épitaxiales et profils de dopage personnalisés pour la R&D). Les diamètres des plaquettes varient de 2 po, 4 po, 6 po, 8 po et 12 po, adaptés aux outils traditionnels comme aux usines de fabrication avancées. Nous fournissons également des boules monocristallines et des germes cristallins précisément orientés pour soutenir la croissance cristalline en interne.

Nos plaquettes 4H-N présentent des densités de porteurs de charge de 1×10¹⁶ à 1×10¹⁹ cm⁻³ et des résistivités de 0,01 à 10 Ω·cm, offrant une excellente mobilité électronique et des champs de claquage supérieurs à 2 MV/cm, idéaux pour les diodes Schottky, les MOSFET et les JFET. Les substrats HPSI dépassent une résistivité de 1×10¹² Ω·cm avec des densités de microtubes inférieures à 0,1 cm⁻², garantissant ainsi des fuites minimales pour les dispositifs RF et micro-ondes. Le 3C-N cubique, disponible aux formats 2″ et 4″, permet l'hétéroépitaxie sur silicium et prend en charge de nouvelles applications photoniques et MEMS. Les plaquettes 4H/6H-P de type P, dopées à l'aluminium à 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³, facilitent les architectures de dispositifs complémentaires.

Les plaquettes PRIME subissent un polissage chimico-mécanique pour atteindre une rugosité de surface < 0,2 nm RMS, une variation d'épaisseur totale inférieure à 3 µm et une courbure < 10 µm. Les substrats DUMMY accélèrent les tests d'assemblage et de packaging, tandis que les plaquettes RESEARCH présentent des épaisseurs de couche épitaxiale de 2 à 30 µm et un dopage sur mesure. Tous les produits sont certifiés par diffraction des rayons X (courbe de bascule < 30 secondes d'arc) et spectroscopie Raman, avec des tests électriques (mesures Hall, profilage CV et balayage de microtubes) garantissant la conformité aux normes JEDEC et SEMI.

Des boules jusqu'à 150 mm de diamètre sont cultivées par PVT et CVD avec des densités de dislocations inférieures à 1 × 10³ cm⁻² et un faible nombre de micropipes. Les cristaux germes sont coupés à 0,1° de l'axe c pour garantir une croissance reproductible et des rendements de coupe élevés.

En combinant plusieurs polytypes, variantes de dopage, niveaux de qualité, tailles de plaquettes et production interne de boules et de cristaux de germination, notre plateforme de substrats SiC rationalise les chaînes d'approvisionnement et accélère le développement de dispositifs pour les véhicules électriques, les réseaux intelligents et les applications en environnements difficiles.

Image de la plaquette de SiC

Plaquette de SiC 00101
SiC semi-isolant04
plaquette de SiC
Lingot de SiC14

Fiche technique de la plaquette SiC de type 4H-N de 6 pouces

 

Fiche technique des plaquettes SiC de 6 pouces
Paramètre Sous-paramètre Grade Z Catégorie P Catégorie D
Diamètre 149,5–150,0 mm 149,5–150,0 mm 149,5–150,0 mm
Épaisseur 4H‑N 350 µm ± 15 µm 350 µm ± 25 µm 350 µm ± 25 µm
Épaisseur 4H-SI 500 µm ± 15 µm 500 µm ± 25 µm 500 µm ± 25 µm
Orientation des plaquettes Hors axe : 4,0° vers <11-20> ±0,5° (4H-N) ; Sur axe : <0001> ±0,5° (4H-SI) Hors axe : 4,0° vers <11-20> ±0,5° (4H-N) ; Sur axe : <0001> ±0,5° (4H-SI) Hors axe : 4,0° vers <11-20> ±0,5° (4H-N) ; Sur axe : <0001> ±0,5° (4H-SI)
Densité des micropipes 4H‑N ≤ 0,2 cm⁻² ≤ 2 cm⁻² ≤ 15 cm⁻²
Densité des micropipes 4H-SI ≤ 1 cm⁻² ≤ 5 cm⁻² ≤ 15 cm⁻²
Résistivité 4H‑N 0,015–0,024 Ω·cm 0,015–0,028 Ω·cm 0,015–0,028 Ω·cm
Résistivité 4H-SI ≥ 1×10¹⁰ Ω·cm ≥ 1×10⁵ Ω·cm
Orientation principale à plat [10-10] ± 5,0° [10-10] ± 5,0° [10-10] ± 5,0°
Longueur plate principale 4H‑N 47,5 mm ± 2,0 mm
Longueur plate principale 4H-SI Entailler
Exclusion des bords 3 mm
Chaîne/LTV/TTV/Arc ≤2,5 µm / ≤6 µm / ≤25 µm / ≤35 µm ≤5 µm / ≤15 µm / ≤40 µm / ≤60 µm
Rugosité polonais Ra ≤ 1 nm
Rugosité CMP Ra ≤ 0,2 nm Ra ≤ 0,5 nm
Fissures sur les bords Aucun Longueur cumulée ≤ 20 mm, simple ≤ 2 mm
Plaques hexagonales Surface cumulée ≤ 0,05 % Surface cumulée ≤ 0,1 % Surface cumulée ≤ 1%
Zones de polytype Aucun Surface cumulée ≤ 3% Surface cumulée ≤ 3%
Inclusions de carbone Surface cumulée ≤ 0,05 % Surface cumulée ≤ 3%
Rayures superficielles Aucun Longueur cumulée ≤ 1 × diamètre de la plaquette
Chips de bord Aucun autorisé ≥ 0,2 mm de largeur et de profondeur Jusqu'à 7 puces, ≤ 1 mm chacune
TSD (luxation de la vis de filetage) ≤ 500 cm⁻² N / A
BPD (luxation du plan de base) ≤ 1000 cm⁻² N / A
Contamination de surface Aucun
Conditionnement Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique

Fiche technique de la plaquette SiC de type 4H-N de 4 pouces

 

Fiche technique de la plaquette SiC de 4 pouces
Paramètre Production MPD nulle Qualité de production standard (qualité P) Note factice (note D)
Diamètre 99,5 mm–100,0 mm
Épaisseur (4H-N) 350 µm±15 µm 350 µm±25 µm
Épaisseur (4H-Si) 500 µm±15 µm 500 µm±25 µm
Orientation des plaquettes Hors axe : 4,0° vers <1120> ±0,5° pour 4H-N ; Sur axe : <0001> ±0,5° pour 4H-Si
Densité des micropipes (4H-N) ≤0,2 cm⁻² ≤2 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Densité des micropipes (4H-Si) ≤1 cm⁻² ≤5 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Résistivité (4H-N) 0,015–0,024 Ω·cm 0,015–0,028 Ω·cm
Résistivité (4H-Si) ≥1E10 Ω·cm ≥1E5 Ω·cm
Orientation principale à plat [10-10] ±5,0°
Longueur plate principale 32,5 mm ± 2,0 mm
Longueur plate secondaire 18,0 mm ± 2,0 mm
Orientation secondaire à plat Face silicone vers le haut : 90° CW à partir du plat principal ±5,0°
Exclusion des bords 3 mm
LTV/TTV/Déformation d'arc ≤2,5 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm
Rugosité Polissage Ra ≤ 1 nm ; CMP Ra ≤ 0,2 nm Ra ≤ 0,5 nm
Fissures sur les bords par lumière de haute intensité Aucun Aucun Longueur cumulée ≤ 10 mm ; longueur simple ≤ 2 mm
Plaques hexagonales par lumière à haute intensité Surface cumulée ≤ 0,05 % Surface cumulée ≤ 0,05 % Surface cumulée ≤ 0,1 %
Zones de polytypie par lumière de haute intensité Aucun Surface cumulée ≤ 3 %
Inclusions visuelles de carbone Surface cumulée ≤ 0,05 % Surface cumulée ≤ 3 %
Rayures de surface en silicium causées par une lumière de haute intensité Aucun Longueur cumulée ≤1 diamètre de plaquette
Éclats de bord par lumière à haute intensité Aucune autorisée ≥ 0,2 mm de largeur et de profondeur 5 autorisés, ≤ 1 mm chacun
Contamination de la surface du silicium par une lumière de haute intensité Aucun
Luxation de la vis de filetage ≤500 cm⁻² N / A
Conditionnement Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique

Fiche technique de la plaquette SiC de type HPSI de 4 pouces

 

Fiche technique de la plaquette SiC de type HPSI de 4 pouces
Paramètre Grade de production MPD zéro (grade Z) Qualité de production standard (qualité P) Note factice (note D)
Diamètre 99,5–100,0 mm
Épaisseur (4H-Si) 500 µm ±20 µm 500 µm ± 25 µm
Orientation des plaquettes Hors axe : 4,0° vers <11-20> ±0,5° pour 4H-N ; Sur axe : <0001> ±0,5° pour 4H-Si
Densité des micropipes (4H-Si) ≤1 cm⁻² ≤5 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Résistivité (4H-Si) ≥1E9 Ω·cm ≥1E5 Ω·cm
Orientation principale à plat (10-10) ±5,0°
Longueur plate principale 32,5 mm ± 2,0 mm
Longueur plate secondaire 18,0 mm ± 2,0 mm
Orientation secondaire à plat Face silicone vers le haut : 90° CW à partir du plat principal ±5,0°
Exclusion des bords 3 mm
LTV/TTV/Déformation d'arc ≤3 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm
Rugosité (face C) polonais Ra ≤1 nm
Rugosité (face Si) CMP Ra ≤ 0,2 nm Ra ≤ 0,5 nm
Fissures sur les bords par lumière de haute intensité Aucun Longueur cumulée ≤ 10 mm ; longueur simple ≤ 2 mm
Plaques hexagonales par lumière à haute intensité Surface cumulée ≤ 0,05 % Surface cumulée ≤ 0,05 % Surface cumulée ≤ 0,1 %
Zones de polytypie par lumière de haute intensité Aucun Surface cumulée ≤ 3 %
Inclusions visuelles de carbone Surface cumulée ≤ 0,05 % Surface cumulée ≤ 3 %
Rayures de surface en silicium causées par une lumière de haute intensité Aucun Longueur cumulée ≤1 diamètre de plaquette
Éclats de bord par lumière à haute intensité Aucune autorisée ≥ 0,2 mm de largeur et de profondeur 5 autorisés, ≤ 1 mm chacun
Contamination de la surface du silicium par une lumière de haute intensité Aucun Aucun
Luxation de la vis de filetage ≤500 cm⁻² N / A
Conditionnement Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique


Date de publication : 30 juin 2025