Plaquette SiC HPSI 4H-N Plaquette épitaxiale SiC 6H-N 6H-P 3C-N pour MOS ou SBD
Substrat SiC Epi-wafer SiC en bref
Nous proposons une gamme complète de substrats et de plaquettes SiC de haute qualité, déclinés en plusieurs polytypes et profils de dopage, notamment 4H-N (conducteur de type n), 4H-P (conducteur de type p), 4H-HPSI (semi-isolant haute pureté) et 6H-P (conducteur de type p), dans des diamètres allant de 4″, 6″ et 8″ à 12″. Au-delà des substrats nus, nos services de croissance de plaquettes épitaxiales à valeur ajoutée permettent de produire des plaquettes épitaxiales (épi) dont l'épaisseur (1 à 20 µm), les concentrations de dopage et la densité des défauts sont rigoureusement contrôlées.
Chaque plaquette SiC et plaquette Epi est soumise à une inspection rigoureuse en ligne (densité des microtubes < 0,1 cm⁻², rugosité de surface Ra < 0,2 nm) et à une caractérisation électrique complète (CV, cartographie de résistivité) afin de garantir une uniformité et des performances cristallines exceptionnelles. Qu'elles soient utilisées pour des modules d'électronique de puissance, des amplificateurs RF haute fréquence ou des dispositifs optoélectroniques (LED, photodétecteurs), nos gammes de substrats SiC et de plaquettes Epi offrent la fiabilité, la stabilité thermique et la résistance au claquage requises par les applications les plus exigeantes d'aujourd'hui.
Propriétés et application du substrat SiC de type 4H-N
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Structure polytype (hexagonale) du substrat SiC 4H-N
Une large bande interdite d'environ 3,26 eV garantit des performances électriques stables et une robustesse thermique dans des conditions de température élevée et de champ électrique élevé.
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substrat SiCdopage de type N
Le dopage à l'azote contrôlé avec précision produit des concentrations de porteurs de 1×10¹⁶ à 1×10¹⁹ cm⁻³ et des mobilités électroniques à température ambiante jusqu'à ~900 cm²/V·s, minimisant les pertes de conduction.
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substrat SiCLarge résistivité et uniformité
Plage de résistivité disponible de 0,01 à 10 Ω·cm et épaisseurs de plaquette de 350 à 650 µm avec une tolérance de ± 5 % en termes de dopage et d'épaisseur, idéale pour la fabrication de dispositifs haute puissance.
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substrat SiCDensité de défauts ultra-faible
Densité de micropipe < 0,1 cm⁻² et densité de dislocations du plan basal < 500 cm⁻², offrant un rendement de dispositif > 99 % et une intégrité cristalline supérieure.
- substrat SiCConductivité thermique exceptionnelle
La conductivité thermique jusqu'à ~370 W/m·K facilite l'élimination efficace de la chaleur, augmentant ainsi la fiabilité de l'appareil et la densité de puissance.
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substrat SiCApplications cibles
MOSFET SiC, diodes Schottky, modules de puissance et dispositifs RF pour les entraînements de véhicules électriques, les onduleurs solaires, les entraînements industriels, les systèmes de traction et d'autres marchés exigeants de l'électronique de puissance.
Spécifications de la plaquette SiC de type 4H-N de 6 pouces | ||
| Propriété | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
| Grade | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
| Diamètre | 149,5 mm - 150,0 mm | 149,5 mm - 150,0 mm |
| Poly-type | 4H | 4H |
| Épaisseur | 350 µm ± 15 µm | 350 µm ± 25 µm |
| Orientation des plaquettes | Hors axe : 4,0° vers <1120> ± 0,5° | Hors axe : 4,0° vers <1120> ± 0,5° |
| Densité des micropipes | ≤ 0,2 cm² | ≤ 15 cm² |
| Résistivité | 0,015 - 0,024 Ω·cm | 0,015 - 0,028 Ω·cm |
| Orientation principale à plat | [10-10] ± 50° | [10-10] ± 50° |
| Longueur plate principale | 475 mm ± 2,0 mm | 475 mm ± 2,0 mm |
| Exclusion des bords | 3 mm | 3 mm |
| LTV/TIV / Arc / Chaîne | ≤ 2,5 µm / ≤ 6 µm / ≤ 25 µm / ≤ 35 µm | ≤ 5 µm / ≤ 15 µm / ≤ 40 µm / ≤ 60 µm |
| Rugosité | Polonais Ra ≤ 1 nm | Polonais Ra ≤ 1 nm |
| CMP Ra | ≤ 0,2 nm | ≤ 0,5 nm |
| Fissures sur les bords par lumière de haute intensité | Longueur cumulée ≤ 20 mm longueur simple ≤ 2 mm | Longueur cumulée ≤ 20 mm longueur simple ≤ 2 mm |
| Plaques hexagonales par lumière à haute intensité | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 0,1 % |
| Zones de polytypie par lumière de haute intensité | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 3% |
| Inclusions visuelles de carbone | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 5% |
| Rayures de surface en silicium causées par une lumière de haute intensité | Longueur cumulée ≤ 1 diamètre de plaquette | |
| Éclats de bord par lumière à haute intensité | Aucune autorisée ≥ 0,2 mm de largeur et de profondeur | 7 autorisés, ≤ 1 mm chacun |
| Luxation de la vis de filetage | < 500 cm³ | < 500 cm³ |
| Contamination de la surface du silicium par une lumière de haute intensité | ||
| Conditionnement | Cassette multi-plaquettes ou conteneur à gaufrette unique | Cassette multi-plaquettes ou conteneur à gaufrette unique |
Spécifications de la plaquette SiC de type 4H-N de 8 pouces | ||
| Propriété | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
| Grade | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
| Diamètre | 199,5 mm - 200,0 mm | 199,5 mm - 200,0 mm |
| Poly-type | 4H | 4H |
| Épaisseur | 500 µm ± 25 µm | 500 µm ± 25 µm |
| Orientation des plaquettes | 4,0° vers <110> ± 0,5° | 4,0° vers <110> ± 0,5° |
| Densité des micropipes | ≤ 0,2 cm² | ≤ 5 cm² |
| Résistivité | 0,015 - 0,025 Ω·cm | 0,015 - 0,028 Ω·cm |
| Orientation noble | ||
| Exclusion des bords | 3 mm | 3 mm |
| LTV/TIV / Arc / Chaîne | ≤ 5 µm / ≤ 15 µm / ≤ 35 µm / 70 µm | ≤ 5 µm / ≤ 15 µm / ≤ 35 µm / 100 µm |
| Rugosité | Polonais Ra ≤ 1 nm | Polonais Ra ≤ 1 nm |
| CMP Ra | ≤ 0,2 nm | ≤ 0,5 nm |
| Fissures sur les bords par lumière de haute intensité | Longueur cumulée ≤ 20 mm longueur simple ≤ 2 mm | Longueur cumulée ≤ 20 mm longueur simple ≤ 2 mm |
| Plaques hexagonales par lumière à haute intensité | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 0,1 % |
| Zones de polytypie par lumière de haute intensité | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 3% |
| Inclusions visuelles de carbone | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 5% |
| Rayures de surface en silicium causées par une lumière de haute intensité | Longueur cumulée ≤ 1 diamètre de plaquette | |
| Éclats de bord par lumière à haute intensité | Aucune autorisée ≥ 0,2 mm de largeur et de profondeur | 7 autorisés, ≤ 1 mm chacun |
| Luxation de la vis de filetage | < 500 cm³ | < 500 cm³ |
| Contamination de la surface du silicium par une lumière de haute intensité | ||
| Conditionnement | Cassette multi-plaquettes ou conteneur à gaufrette unique | Cassette multi-plaquettes ou conteneur à gaufrette unique |
Le 4H-SiC est un matériau haute performance utilisé pour l'électronique de puissance, les dispositifs RF et les applications haute température. Le « 4H » fait référence à la structure cristalline, qui est hexagonale, et le « N » indique un type de dopage utilisé pour optimiser les performances du matériau.
Le4H-SiCle type est couramment utilisé pour :
Electronique de puissance :Utilisé dans des dispositifs tels que les diodes, les MOSFET et les IGBT pour les groupes motopropulseurs de véhicules électriques, les machines industrielles et les systèmes d'énergie renouvelable.
Technologie 5G :Avec la demande de la 5G en composants haute fréquence et haute efficacité, la capacité du SiC à gérer des tensions élevées et à fonctionner à des températures élevées le rend idéal pour les amplificateurs de puissance de station de base et les appareils RF.
Systèmes d'énergie solaire :Les excellentes propriétés de gestion de l'énergie du SiC sont idéales pour les onduleurs et convertisseurs photovoltaïques (énergie solaire).
Véhicules électriques (VE) :Le SiC est largement utilisé dans les groupes motopropulseurs des véhicules électriques pour une conversion d'énergie plus efficace, une production de chaleur plus faible et des densités de puissance plus élevées.
Propriétés et application du substrat SiC 4H semi-isolant
Propriétés:
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Techniques de contrôle de la densité sans micropipe:Assure l'absence de micropipes, améliorant la qualité du substrat.
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Techniques de contrôle monocristallin:Garantit une structure monocristalline pour des propriétés matérielles améliorées.
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Techniques de contrôle des inclusions:Minimise la présence d'impuretés ou d'inclusions, assurant un substrat pur.
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Techniques de contrôle de la résistivité:Permet un contrôle précis de la résistivité électrique, ce qui est crucial pour les performances de l'appareil.
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Techniques de régulation et de contrôle des impuretés:Régule et limite l’introduction d’impuretés pour maintenir l’intégrité du substrat.
-
Techniques de contrôle de la largeur des pas du substrat: Fournit un contrôle précis de la largeur des marches, garantissant ainsi la cohérence sur tout le substrat
Spécification du substrat semi-SiC 4H de 6 pouces | ||
| Propriété | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
| Diamètre (mm) | 145 mm - 150 mm | 145 mm - 150 mm |
| Poly-type | 4H | 4H |
| Épaisseur (um) | 500 ± 15 | 500 ± 25 |
| Orientation des plaquettes | Sur l'axe : ±0,0001° | Sur l'axe : ±0,05° |
| Densité des micropipes | ≤ 15 cm-2 | ≤ 15 cm-2 |
| Résistivité (Ωcm) | ≥ 10E3 | ≥ 10E3 |
| Orientation principale à plat | (0-10)° ± 5,0° | (10-10)° ± 5,0° |
| Longueur plate principale | Entailler | Entailler |
| Exclusion des bords (mm) | ≤ 2,5 µm / ≤ 15 µm | ≤ 5,5 µm / ≤ 35 µm |
| LTV / Bol / Chaîne | ≤ 3 µm | ≤ 3 µm |
| Rugosité | Polissage Ra ≤ 1,5 µm | Polissage Ra ≤ 1,5 µm |
| Éclats de bord par lumière à haute intensité | ≤ 20 µm | ≤ 60 µm |
| Plaques chauffantes par lumière à haute intensité | Cumulatif ≤ 0,05 % | Cumulatif ≤ 3% |
| Zones de polytypie par lumière de haute intensité | Inclusions visuelles de carbone ≤ 0,05 % | Cumulatif ≤ 3% |
| Rayures de surface en silicium causées par une lumière de haute intensité | ≤ 0,05% | Cumulatif ≤ 4% |
| Éclats de bord par lumière à haute intensité (taille) | Non autorisé > 02 mm de largeur et de profondeur | Non autorisé > 02 mm de largeur et de profondeur |
| La dilatation par vis auxiliaire | ≤ 500 µm | ≤ 500 µm |
| Contamination de la surface du silicium par une lumière de haute intensité | ≤ 1 x 10^5 | ≤ 1 x 10^5 |
| Conditionnement | Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique | Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique |
Spécifications du substrat SiC semi-isolant 4H de 4 pouces
| Paramètre | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
|---|---|---|
| Propriétés physiques | ||
| Diamètre | 99,5 mm – 100,0 mm | 99,5 mm – 100,0 mm |
| Poly-type | 4H | 4H |
| Épaisseur | 500 µm ± 15 µm | 500 μm ± 25 μm |
| Orientation des plaquettes | Sur l'axe : <600h > 0,5° | Sur l'axe : <000h > 0,5° |
| Propriétés électriques | ||
| Densité des micropipes (MPD) | ≤1 cm⁻² | ≤15 cm⁻² |
| Résistivité | ≥ 150 Ω·cm | ≥ 1,5 Ω·cm |
| Tolérances géométriques | ||
| Orientation principale à plat | (0x10) ± 5,0° | (0x10) ± 5,0° |
| Longueur plate principale | 52,5 mm ± 2,0 mm | 52,5 mm ± 2,0 mm |
| Longueur plate secondaire | 18,0 mm ± 2,0 mm | 18,0 mm ± 2,0 mm |
| Orientation secondaire à plat | 90° CW à partir du plat principal ± 5,0° (Si face vers le haut) | 90° CW à partir du plat principal ± 5,0° (Si face vers le haut) |
| Exclusion des bords | 3 mm | 3 mm |
| LTV / TTV / Arc / Chaîne | ≤2,5 μm / ≤5 μm / ≤15 μm / ≤30 μm | ≤10 μm / ≤15 μm / ≤25 μm / ≤40 μm |
| Qualité de surface | ||
| Rugosité de surface (Ra polonais) | ≤1 nm | ≤1 nm |
| Rugosité de surface (CMP Ra) | ≤ 0,2 nm | ≤ 0,2 nm |
| Fissures sur les bords (lumière à haute intensité) | Non autorisé | Longueur cumulée ≥ 10 mm, fissure unique ≤ 2 mm |
| Défauts de plaque hexagonale | ≤ 0,05 % de surface cumulée | ≤ 0,1 % de surface cumulée |
| Zones d'inclusion polytypiques | Non autorisé | ≤1% de surface cumulée |
| Inclusions visuelles de carbone | ≤ 0,05 % de surface cumulée | ≤1% de surface cumulée |
| Rayures sur la surface du silicium | Non autorisé | ≤1 diamètre de plaquette longueur cumulée |
| Chips de bord | Aucun autorisé (≥ 0,2 mm de largeur/profondeur) | ≤5 éclats (chacun ≤1 mm) |
| Contamination de la surface du silicium | Non spécifié | Non spécifié |
| Conditionnement | ||
| Conditionnement | Cassette multi-wafers ou conteneur mono-wafer | Cassette multi-plaquettes ou |
Application:
LeSubstrats semi-isolants SiC 4Hsont principalement utilisés dans les appareils électroniques à haute puissance et à haute fréquence, en particulier dans lechamp RFCes substrats sont essentiels pour diverses applications, notammentsystèmes de communication par micro-ondes, radar à réseau phasé, etdétecteurs électriques sans filLeur conductivité thermique élevée et leurs excellentes caractéristiques électriques les rendent idéales pour les applications exigeantes dans l'électronique de puissance et les systèmes de communication.
Propriétés et applications des plaquettes SiC épitaxiales de type 4H-N
Propriétés et applications des plaquettes épitaxiales de type SiC 4H-N
Propriétés de la plaquette épitaxiale de type SiC 4H-N :
Composition du matériau :
SiC (carbure de silicium):Connu pour sa dureté exceptionnelle, sa conductivité thermique élevée et ses excellentes propriétés électriques, le SiC est idéal pour les appareils électroniques hautes performances.
Polytype 4H-SiC:Le polytype 4H-SiC est connu pour sa grande efficacité et sa stabilité dans les applications électroniques.
dopage de type N:Le dopage de type N (dopé à l'azote) offre une excellente mobilité électronique, ce qui rend le SiC adapté aux applications haute fréquence et haute puissance.
Conductivité thermique élevée :
Les plaquettes de SiC ont une conductivité thermique supérieure, allant généralement de120–200 W/m·K, leur permettant de gérer efficacement la chaleur dans les appareils de haute puissance comme les transistors et les diodes.
Large bande interdite :
Avec une bande interdite de3,26 eVLe 4H-SiC peut fonctionner à des tensions, des fréquences et des températures plus élevées que les dispositifs traditionnels à base de silicium, ce qui le rend idéal pour les applications à haute efficacité et hautes performances.
Propriétés électriques :
La mobilité électronique et la conductivité élevées du SiC le rendent idéal pourélectronique de puissance, offrant des vitesses de commutation rapides et une capacité de gestion de courant et de tension élevée, ce qui permet d'obtenir des systèmes de gestion de l'alimentation plus efficaces.
Résistance mécanique et chimique :
Le SiC est l’un des matériaux les plus durs, juste après le diamant, et il est très résistant à l’oxydation et à la corrosion, ce qui le rend durable dans les environnements difficiles.
Applications de la plaquette épitaxiale de type SiC 4H-N :
Electronique de puissance :
Les plaquettes épitaxiales de type SiC 4H-N sont largement utilisées dansMOSFET de puissance, IGBT, etdiodespourconversion de puissancedans des systèmes tels queonduleurs solaires, véhicules électriques, etsystèmes de stockage d'énergie, offrant des performances et une efficacité énergétique améliorées.
Véhicules électriques (VE) :
In groupes motopropulseurs de véhicules électriques, contrôleurs de moteur, etbornes de rechargeLes plaquettes SiC contribuent à une meilleure efficacité de la batterie, à une charge plus rapide et à des performances énergétiques globales améliorées grâce à leur capacité à gérer une puissance et des températures élevées.
Systèmes d'énergie renouvelable :
Onduleurs solaires:Les plaquettes de SiC sont utilisées danssystèmes d'énergie solairepour convertir l'énergie continue des panneaux solaires en énergie alternative, augmentant ainsi l'efficacité et les performances globales du système.
Éoliennes:La technologie SiC est utilisée danssystèmes de contrôle des éoliennes, optimisant la production d'énergie et l'efficacité de conversion.
Aérospatiale et Défense :
Les plaquettes de SiC sont idéales pour une utilisation dansélectronique aérospatialeetapplications militaires, y comprissystèmes radaretélectronique satellite, où une résistance élevée aux radiations et une stabilité thermique sont cruciales.
Applications à haute température et haute fréquence :
Les plaquettes de SiC excellent dansélectronique haute température, utilisé dansmoteurs d'avion, vaisseau spatial, etsystèmes de chauffage industriels, car ils conservent leurs performances dans des conditions de chaleur extrême. De plus, leur large bande interdite permet une utilisation dansapplications haute fréquencecommeappareils RFetcommunications par micro-ondes.
| Spécification axiale de l'épit de type N de 6 pouces | |||
| Paramètre | unité | Z-MOS | |
| Taper | Conductivité / Dopant | - | Type N / Azote |
| Couche tampon | Épaisseur de la couche tampon | um | 1 |
| Tolérance d'épaisseur de la couche tampon | % | ±20% | |
| Concentration de la couche tampon | cm-3 | 1,00E+18 | |
| Tolérance de concentration de la couche tampon | % | ±20% | |
| 1ère couche épi | Épaisseur de la couche épidermique | um | 11,5 |
| Uniformité de l'épaisseur de la couche épi | % | ±4% | |
| Tolérance d'épaisseur des couches Epi ((Spécification- Max, Min)/Spéc) | % | ±5% | |
| Concentration de la couche épi | cm-3 | 1E 15~ 1E 18 | |
| Tolérance à la concentration de la couche épi | % | 6% | |
| Uniformité de la concentration de la couche épi (σ /signifier) | % | ≤ 5% | |
| Uniformité de la concentration de la couche épi <(max-min)/(max+min> | % | ≤ 10% | |
| Forme de la plaquette épithéliale | Arc | um | ≤±20 |
| CHAÎNE | um | ≤30 | |
| TTV | um | ≤ 10 | |
| LTV | um | ≤2 | |
| Caractéristiques générales | Longueur des rayures | mm | ≤30 mm |
| Chips de bord | - | AUCUN | |
| Définition des défauts | ≥ 97% (Mesuré avec 2*2), Les défauts majeurs incluent : Les défauts incluent Micropipe / Grandes fosses, Carotte, Triangulaire | ||
| Contamination métallique | atomes/cm² | d f f ll i ≤5E10 atomes/cm2 (Al, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Hg, Na, K, Ti, Ca et Mn) | |
| Emballer | Spécifications d'emballage | pièces/boîte | cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique |
| Spécification épitaxiale de type N de 8 pouces | |||
| Paramètre | unité | Z-MOS | |
| Taper | Conductivité / Dopant | - | Type N / Azote |
| Couche tampon | Épaisseur de la couche tampon | um | 1 |
| Tolérance d'épaisseur de la couche tampon | % | ±20% | |
| Concentration de la couche tampon | cm-3 | 1,00E+18 | |
| Tolérance de concentration de la couche tampon | % | ±20% | |
| 1ère couche épi | Épaisseur moyenne des couches épidermiques | um | 8 à 12 |
| Uniformité de l'épaisseur des couches épitaxiales (σ/moyenne) | % | ≤2,0 | |
| Tolérance d'épaisseur des couches épi ((Spécification -Max,Min)/Spécification) | % | ±6 | |
| Dopage moyen net des couches d'épi | cm-3 | 8E+15 ~2E+16 | |
| Uniformité du dopage net des couches épitaxiales (σ/moyenne) | % | ≤5 | |
| Tolérance au dopage net des couches épi ((Spécification -Max， | % | ± 10,0 | |
| Forme de la plaquette épithéliale | Moi )/S ) Chaîne | um | ≤50,0 |
| Arc | um | ± 30,0 | |
| TTV | um | ≤ 10,0 | |
| LTV | um | ≤ 4,0 (10 mm × 10 mm) | |
| Général Caractéristiques | rayures | - | Longueur cumulée ≤ 1/2Diamètre de la plaquette |
| Chips de bord | - | ≤ 2 copeaux, chaque rayon ≤ 1,5 mm | |
| Contamination des métaux de surface | atomes/cm2 | ≤5E10 atomes/cm2 (Al, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Hg, Na, K, Ti, Ca et Mn) | |
| Inspection des défauts | % | ≥ 96,0 (Les défauts 2X2 incluent les microtuyaux/grandes piqûres, Carotte, Défauts triangulaires, Chutes, Linéaire/IGSF-s, BPD) | |
| Contamination des métaux de surface | atomes/cm2 | ≤5E10 atomes/cm2 (Al, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Hg, Na, K, Ti, Ca et Mn) | |
| Emballer | Spécifications d'emballage | - | cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique |
Questions et réponses sur les plaquettes SiC
Q1 : Quels sont les principaux avantages de l’utilisation de plaquettes de SiC par rapport aux plaquettes de silicium traditionnelles dans l’électronique de puissance ?
A1 :
Les plaquettes de SiC offrent plusieurs avantages clés par rapport aux plaquettes de silicium (Si) traditionnelles dans l'électronique de puissance, notamment :
Efficacité supérieureLe SiC présente une bande interdite plus large (3,26 eV) que le silicium (1,1 eV), ce qui permet aux dispositifs de fonctionner à des tensions, des fréquences et des températures plus élevées. Cela entraîne une réduction des pertes de puissance et un meilleur rendement des systèmes de conversion de puissance.
conductivité thermique élevée:La conductivité thermique du SiC est bien supérieure à celle du silicium, ce qui permet une meilleure dissipation de la chaleur dans les applications haute puissance, ce qui améliore la fiabilité et la durée de vie des dispositifs de puissance.
Gestion de tension et de courant plus élevés:Les dispositifs SiC peuvent gérer des niveaux de tension et de courant plus élevés, ce qui les rend adaptés aux applications haute puissance telles que les véhicules électriques, les systèmes d'énergie renouvelable et les entraînements de moteurs industriels.
Vitesse de commutation plus rapide:Les dispositifs SiC ont des capacités de commutation plus rapides, ce qui contribue à la réduction des pertes d'énergie et de la taille du système, ce qui les rend idéaux pour les applications haute fréquence.
Q2 : Quelles sont les principales applications des plaquettes de SiC dans l’industrie automobile ?
A2:
Dans l'industrie automobile, les plaquettes de SiC sont principalement utilisées dans :
Groupes motopropulseurs de véhicules électriques (VE):Composants à base de SiC commeonduleursetMOSFET de puissanceAméliorer l'efficacité et les performances des groupes motopropulseurs des véhicules électriques en permettant des vitesses de commutation plus rapides et une densité énergétique plus élevée. Cela se traduit par une autonomie accrue des batteries et de meilleures performances globales du véhicule.
Chargeurs embarqués:Les dispositifs SiC contribuent à améliorer l'efficacité des systèmes de charge embarqués en permettant des temps de charge plus rapides et une meilleure gestion thermique, ce qui est essentiel pour que les véhicules électriques prennent en charge les stations de charge haute puissance.
Systèmes de gestion de batterie (BMS):La technologie SiC améliore l'efficacité desystèmes de gestion de batterie, permettant une meilleure régulation de la tension, une meilleure gestion de la puissance et une durée de vie de la batterie plus longue.
Convertisseurs DC-DC:Les plaquettes de SiC sont utilisées dansConvertisseurs DC-DCpour convertir plus efficacement l'énergie CC haute tension en énergie CC basse tension, ce qui est essentiel dans les véhicules électriques pour gérer l'énergie de la batterie vers divers composants du véhicule.
Les performances supérieures du SiC dans les applications à haute tension, à haute température et à haut rendement le rendent essentiel pour la transition de l'industrie automobile vers la mobilité électrique.
Spécifications de la plaquette SiC de type 4H-N de 6 pouces | ||
| Propriété | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
| Grade | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
| Diamètre | 149,5 mm – 150,0 mm | 149,5 mm – 150,0 mm |
| Poly-type | 4H | 4H |
| Épaisseur | 350 µm ± 15 µm | 350 µm ± 25 µm |
| Orientation des plaquettes | Hors axe : 4,0° vers <1120> ± 0,5° | Hors axe : 4,0° vers <1120> ± 0,5° |
| Densité des micropipes | ≤ 0,2 cm² | ≤ 15 cm² |
| Résistivité | 0,015 – 0,024 Ω·cm | 0,015 – 0,028 Ω·cm |
| Orientation principale à plat | [10-10] ± 50° | [10-10] ± 50° |
| Longueur plate principale | 475 mm ± 2,0 mm | 475 mm ± 2,0 mm |
| Exclusion des bords | 3 mm | 3 mm |
| LTV/TIV / Arc / Chaîne | ≤ 2,5 µm / ≤ 6 µm / ≤ 25 µm / ≤ 35 µm | ≤ 5 µm / ≤ 15 µm / ≤ 40 µm / ≤ 60 µm |
| Rugosité | Polonais Ra ≤ 1 nm | Polonais Ra ≤ 1 nm |
| CMP Ra | ≤ 0,2 nm | ≤ 0,5 nm |
| Fissures sur les bords par lumière de haute intensité | Longueur cumulée ≤ 20 mm longueur simple ≤ 2 mm | Longueur cumulée ≤ 20 mm longueur simple ≤ 2 mm |
| Plaques hexagonales par lumière à haute intensité | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 0,1 % |
| Zones de polytypie par lumière de haute intensité | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 3% |
| Inclusions visuelles de carbone | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 5% |
| Rayures de surface en silicium causées par une lumière de haute intensité | Longueur cumulée ≤ 1 diamètre de plaquette | |
| Éclats de bord par lumière à haute intensité | Aucune autorisée ≥ 0,2 mm de largeur et de profondeur | 7 autorisés, ≤ 1 mm chacun |
| Luxation de la vis de filetage | < 500 cm³ | < 500 cm³ |
| Contamination de la surface du silicium par une lumière de haute intensité | ||
| Conditionnement | Cassette multi-plaquettes ou conteneur à gaufrette unique | Cassette multi-plaquettes ou conteneur à gaufrette unique |
Spécifications de la plaquette SiC de type 4H-N de 8 pouces | ||
| Propriété | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
| Grade | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
| Diamètre | 199,5 mm – 200,0 mm | 199,5 mm – 200,0 mm |
| Poly-type | 4H | 4H |
| Épaisseur | 500 µm ± 25 µm | 500 µm ± 25 µm |
| Orientation des plaquettes | 4,0° vers <110> ± 0,5° | 4,0° vers <110> ± 0,5° |
| Densité des micropipes | ≤ 0,2 cm² | ≤ 5 cm² |
| Résistivité | 0,015 – 0,025 Ω·cm | 0,015 – 0,028 Ω·cm |
| Orientation noble | ||
| Exclusion des bords | 3 mm | 3 mm |
| LTV/TIV / Arc / Chaîne | ≤ 5 µm / ≤ 15 µm / ≤ 35 µm / 70 µm | ≤ 5 µm / ≤ 15 µm / ≤ 35 µm / 100 µm |
| Rugosité | Polonais Ra ≤ 1 nm | Polonais Ra ≤ 1 nm |
| CMP Ra | ≤ 0,2 nm | ≤ 0,5 nm |
| Fissures sur les bords par lumière de haute intensité | Longueur cumulée ≤ 20 mm longueur simple ≤ 2 mm | Longueur cumulée ≤ 20 mm longueur simple ≤ 2 mm |
| Plaques hexagonales par lumière à haute intensité | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 0,1 % |
| Zones de polytypie par lumière de haute intensité | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 3% |
| Inclusions visuelles de carbone | Surface cumulée ≤ 0,05 % | Surface cumulée ≤ 5% |
| Rayures de surface en silicium causées par une lumière de haute intensité | Longueur cumulée ≤ 1 diamètre de plaquette | |
| Éclats de bord par lumière à haute intensité | Aucune autorisée ≥ 0,2 mm de largeur et de profondeur | 7 autorisés, ≤ 1 mm chacun |
| Luxation de la vis de filetage | < 500 cm³ | < 500 cm³ |
| Contamination de la surface du silicium par une lumière de haute intensité | ||
| Conditionnement | Cassette multi-plaquettes ou conteneur à gaufrette unique | Cassette multi-plaquettes ou conteneur à gaufrette unique |
Spécification du substrat semi-SiC 4H de 6 pouces | ||
| Propriété | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
| Diamètre (mm) | 145 mm – 150 mm | 145 mm – 150 mm |
| Poly-type | 4H | 4H |
| Épaisseur (um) | 500 ± 15 | 500 ± 25 |
| Orientation des plaquettes | Sur l'axe : ±0,0001° | Sur l'axe : ±0,05° |
| Densité des micropipes | ≤ 15 cm-2 | ≤ 15 cm-2 |
| Résistivité (Ωcm) | ≥ 10E3 | ≥ 10E3 |
| Orientation principale à plat | (0-10)° ± 5,0° | (10-10)° ± 5,0° |
| Longueur plate principale | Entailler | Entailler |
| Exclusion des bords (mm) | ≤ 2,5 µm / ≤ 15 µm | ≤ 5,5 µm / ≤ 35 µm |
| LTV / Bol / Chaîne | ≤ 3 µm | ≤ 3 µm |
| Rugosité | Polissage Ra ≤ 1,5 µm | Polissage Ra ≤ 1,5 µm |
| Éclats de bord par lumière à haute intensité | ≤ 20 µm | ≤ 60 µm |
| Plaques chauffantes par lumière à haute intensité | Cumulatif ≤ 0,05 % | Cumulatif ≤ 3% |
| Zones de polytypie par lumière de haute intensité | Inclusions visuelles de carbone ≤ 0,05 % | Cumulatif ≤ 3% |
| Rayures de surface en silicium causées par une lumière de haute intensité | ≤ 0,05% | Cumulatif ≤ 4% |
| Éclats de bord par lumière à haute intensité (taille) | Non autorisé > 02 mm de largeur et de profondeur | Non autorisé > 02 mm de largeur et de profondeur |
| La dilatation par vis auxiliaire | ≤ 500 µm | ≤ 500 µm |
| Contamination de la surface du silicium par une lumière de haute intensité | ≤ 1 x 10^5 | ≤ 1 x 10^5 |
| Conditionnement | Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique | Cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique |
Spécifications du substrat SiC semi-isolant 4H de 4 pouces
| Paramètre | Grade de production MPD zéro (grade Z) | Note factice (note D) |
|---|---|---|
| Propriétés physiques | ||
| Diamètre | 99,5 mm – 100,0 mm | 99,5 mm – 100,0 mm |
| Poly-type | 4H | 4H |
| Épaisseur | 500 µm ± 15 µm | 500 μm ± 25 μm |
| Orientation des plaquettes | Sur l'axe : <600h > 0,5° | Sur l'axe : <000h > 0,5° |
| Propriétés électriques | ||
| Densité des micropipes (MPD) | ≤1 cm⁻² | ≤15 cm⁻² |
| Résistivité | ≥ 150 Ω·cm | ≥ 1,5 Ω·cm |
| Tolérances géométriques | ||
| Orientation principale à plat | (0×10) ± 5,0° | (0×10) ± 5,0° |
| Longueur plate principale | 52,5 mm ± 2,0 mm | 52,5 mm ± 2,0 mm |
| Longueur plate secondaire | 18,0 mm ± 2,0 mm | 18,0 mm ± 2,0 mm |
| Orientation secondaire à plat | 90° CW à partir du plat principal ± 5,0° (Si face vers le haut) | 90° CW à partir du plat principal ± 5,0° (Si face vers le haut) |
| Exclusion des bords | 3 mm | 3 mm |
| LTV / TTV / Arc / Chaîne | ≤2,5 μm / ≤5 μm / ≤15 μm / ≤30 μm | ≤10 μm / ≤15 μm / ≤25 μm / ≤40 μm |
| Qualité de surface | ||
| Rugosité de surface (Ra polonais) | ≤1 nm | ≤1 nm |
| Rugosité de surface (CMP Ra) | ≤ 0,2 nm | ≤ 0,2 nm |
| Fissures sur les bords (lumière à haute intensité) | Non autorisé | Longueur cumulée ≥ 10 mm, fissure unique ≤ 2 mm |
| Défauts de plaque hexagonale | ≤ 0,05 % de surface cumulée | ≤ 0,1 % de surface cumulée |
| Zones d'inclusion polytypiques | Non autorisé | ≤1% de surface cumulée |
| Inclusions visuelles de carbone | ≤ 0,05 % de surface cumulée | ≤1% de surface cumulée |
| Rayures sur la surface du silicium | Non autorisé | ≤1 diamètre de plaquette longueur cumulée |
| Chips de bord | Aucun autorisé (≥ 0,2 mm de largeur/profondeur) | ≤5 éclats (chacun ≤1 mm) |
| Contamination de la surface du silicium | Non spécifié | Non spécifié |
| Conditionnement | ||
| Conditionnement | Cassette multi-wafers ou conteneur mono-wafer | Cassette multi-plaquettes ou |
| Spécification axiale de l'épit de type N de 6 pouces | |||
| Paramètre | unité | Z-MOS | |
| Taper | Conductivité / Dopant | - | Type N / Azote |
| Couche tampon | Épaisseur de la couche tampon | um | 1 |
| Tolérance d'épaisseur de la couche tampon | % | ±20% | |
| Concentration de la couche tampon | cm-3 | 1,00E+18 | |
| Tolérance de concentration de la couche tampon | % | ±20% | |
| 1ère couche épi | Épaisseur de la couche épidermique | um | 11,5 |
| Uniformité de l'épaisseur de la couche épi | % | ±4% | |
| Tolérance d'épaisseur des couches Epi ((Spécification- Max, Min)/Spéc) | % | ±5% | |
| Concentration de la couche épi | cm-3 | 1E 15~ 1E 18 | |
| Tolérance à la concentration de la couche épi | % | 6% | |
| Uniformité de la concentration de la couche épi (σ /signifier) | % | ≤ 5% | |
| Uniformité de la concentration de la couche épi <(max-min)/(max+min> | % | ≤ 10% | |
| Forme de la plaquette épithéliale | Arc | um | ≤±20 |
| CHAÎNE | um | ≤30 | |
| TTV | um | ≤ 10 | |
| LTV | um | ≤2 | |
| Caractéristiques générales | Longueur des rayures | mm | ≤30 mm |
| Chips de bord | - | AUCUN | |
| Définition des défauts | ≥ 97% (Mesuré avec 2*2), Les défauts majeurs incluent : Les défauts incluent Micropipe / Grandes fosses, Carotte, Triangulaire | ||
| Contamination métallique | atomes/cm² | d f f ll i ≤5E10 atomes/cm2 (Al, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Hg, Na, K, Ti, Ca et Mn) | |
| Emballer | Spécifications d'emballage | pièces/boîte | cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique |
| Spécification épitaxiale de type N de 8 pouces | |||
| Paramètre | unité | Z-MOS | |
| Taper | Conductivité / Dopant | - | Type N / Azote |
| Couche tampon | Épaisseur de la couche tampon | um | 1 |
| Tolérance d'épaisseur de la couche tampon | % | ±20% | |
| Concentration de la couche tampon | cm-3 | 1,00E+18 | |
| Tolérance de concentration de la couche tampon | % | ±20% | |
| 1ère couche épi | Épaisseur moyenne des couches épidermiques | um | 8 à 12 |
| Uniformité de l'épaisseur des couches épitaxiales (σ/moyenne) | % | ≤2,0 | |
| Tolérance d'épaisseur des couches épi ((Spécification -Max,Min)/Spécification) | % | ±6 | |
| Dopage moyen net des couches d'épi | cm-3 | 8E+15 ~2E+16 | |
| Uniformité du dopage net des couches épitaxiales (σ/moyenne) | % | ≤5 | |
| Tolérance au dopage net des couches épi ((Spécification -Max， | % | ± 10,0 | |
| Forme de la plaquette épithéliale | Moi )/S ) Chaîne | um | ≤50,0 |
| Arc | um | ± 30,0 | |
| TTV | um | ≤ 10,0 | |
| LTV | um | ≤ 4,0 (10 mm × 10 mm) | |
| Général Caractéristiques | rayures | - | Longueur cumulée ≤ 1/2Diamètre de la plaquette |
| Chips de bord | - | ≤ 2 copeaux, chaque rayon ≤ 1,5 mm | |
| Contamination des métaux de surface | atomes/cm2 | ≤5E10 atomes/cm2 (Al, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Hg, Na, K, Ti, Ca et Mn) | |
| Inspection des défauts | % | ≥ 96,0 (Les défauts 2X2 incluent les microtuyaux/grandes piqûres, Carotte, Défauts triangulaires, Chutes, Linéaire/IGSF-s, BPD) | |
| Contamination des métaux de surface | atomes/cm2 | ≤5E10 atomes/cm2 (Al, Cr, Fe, Ni, Cu, Zn, Hg, Na, K, Ti, Ca et Mn) | |
| Emballer | Spécifications d'emballage | - | cassette multi-wafers ou conteneur à wafer unique |
Q1 : Quels sont les principaux avantages de l’utilisation de plaquettes de SiC par rapport aux plaquettes de silicium traditionnelles dans l’électronique de puissance ?
A1 :
Les plaquettes de SiC offrent plusieurs avantages clés par rapport aux plaquettes de silicium (Si) traditionnelles dans l'électronique de puissance, notamment :
Efficacité supérieureLe SiC présente une bande interdite plus large (3,26 eV) que le silicium (1,1 eV), ce qui permet aux dispositifs de fonctionner à des tensions, des fréquences et des températures plus élevées. Cela entraîne une réduction des pertes de puissance et un meilleur rendement des systèmes de conversion de puissance.
conductivité thermique élevée:La conductivité thermique du SiC est bien supérieure à celle du silicium, ce qui permet une meilleure dissipation de la chaleur dans les applications haute puissance, ce qui améliore la fiabilité et la durée de vie des dispositifs de puissance.
Gestion de tension et de courant plus élevés:Les dispositifs SiC peuvent gérer des niveaux de tension et de courant plus élevés, ce qui les rend adaptés aux applications haute puissance telles que les véhicules électriques, les systèmes d'énergie renouvelable et les entraînements de moteurs industriels.
Vitesse de commutation plus rapide:Les dispositifs SiC ont des capacités de commutation plus rapides, ce qui contribue à la réduction des pertes d'énergie et de la taille du système, ce qui les rend idéaux pour les applications haute fréquence.
Q2 : Quelles sont les principales applications des plaquettes de SiC dans l’industrie automobile ?
A2:
Dans l'industrie automobile, les plaquettes de SiC sont principalement utilisées dans :
Groupes motopropulseurs de véhicules électriques (VE):Composants à base de SiC commeonduleursetMOSFET de puissanceAméliorer l'efficacité et les performances des groupes motopropulseurs des véhicules électriques en permettant des vitesses de commutation plus rapides et une densité énergétique plus élevée. Cela se traduit par une autonomie accrue des batteries et de meilleures performances globales du véhicule.
Chargeurs embarqués:Les dispositifs SiC contribuent à améliorer l'efficacité des systèmes de charge embarqués en permettant des temps de charge plus rapides et une meilleure gestion thermique, ce qui est essentiel pour que les véhicules électriques prennent en charge les stations de charge haute puissance.
Systèmes de gestion de batterie (BMS):La technologie SiC améliore l'efficacité desystèmes de gestion de batterie, permettant une meilleure régulation de la tension, une meilleure gestion de la puissance et une durée de vie de la batterie plus longue.
Convertisseurs DC-DC:Les plaquettes de SiC sont utilisées dansConvertisseurs DC-DCpour convertir plus efficacement l'énergie CC haute tension en énergie CC basse tension, ce qui est essentiel dans les véhicules électriques pour gérer l'énergie de la batterie vers divers composants du véhicule.
Les performances supérieures du SiC dans les applications à haute tension, à haute température et à haut rendement le rendent essentiel pour la transition de l'industrie automobile vers la mobilité électrique.
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