Substrat composite SiC de type 4H SEMI de 6 pouces, épaisseur 500 µm, TTV ≤ 5 µm, qualité MOS

Description courte :

Avec le développement rapide des technologies de communication 5G et radar, le substrat composite semi-isolant en SiC de 6 pouces est devenu un matériau essentiel à la fabrication de dispositifs haute fréquence. Comparé aux substrats GaAs traditionnels, ce substrat conserve une résistivité élevée (>10⁸ Ω·cm) tout en améliorant la conductivité thermique de plus de cinq fois, répondant ainsi efficacement aux problématiques de dissipation thermique des dispositifs à ondes millimétriques. Les amplificateurs de puissance intégrés aux appareils du quotidien, tels que les smartphones 5G et les terminaux de communication par satellite, sont vraisemblablement construits sur ce substrat. Grâce à notre technologie exclusive de « compensation du dopage de la couche tampon », nous avons réduit la densité des micropipes à moins de 0,5/cm² et atteint une perte micro-ondes ultra-faible de 0,05 dB/mm.

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Caractéristiques

Paramètres techniques

Articles	Spécification	Articles	Spécification
Diamètre	150 ± 0,2 mm	rugosité de la face avant (Si)	Ra≤0,2 nm (5μm×5μm)
Polytype	4H	Ébréchure, rayure, fissure (inspection visuelle)	Aucun
Résistivité	≥1E8 Ω·cm	TTV	≤5 μm
Épaisseur de la couche de transfert	≥0,4 μm	Chaîne	≤35 μm
Vide (2 mm > D > 0,5 mm)	≤5 unités/plaquette	Épaisseur	500 ± 25 μm

Caractéristiques principales

1. Performances exceptionnelles en haute fréquence
Le substrat composite semi-isolant en SiC de 6 pouces utilise une conception de couche diélectrique à gradient, garantissant une variation de constante diélectrique inférieure à 2 % dans la bande Ka (26,5-40 GHz) et améliorant la cohérence de phase de 40 %. Il en résulte une augmentation de 15 % de l'efficacité et une réduction de 20 % de la consommation d'énergie des modules T/R utilisant ce substrat.

2. Gestion thermique révolutionnaire
Une structure composite unique de « pont thermique » permet une conductivité thermique latérale de 400 W/m·K. Dans les modules PA de stations de base 5G à 28 GHz, la température de jonction n'augmente que de 28 °C après 24 heures de fonctionnement continu, soit 50 °C de moins que les solutions conventionnelles.

3. Qualité supérieure des plaquettes
Grâce à une méthode optimisée de transport physique en phase vapeur (PVT), nous atteignons une densité de dislocations <500/cm² et une variation d'épaisseur totale (TTV) <3 μm.
4. Procédés de fabrication adaptés
Notre procédé de recuit laser, spécialement développé pour le substrat composite semi-isolant SiC de 6 pouces, réduit la densité d'états de surface de deux ordres de grandeur avant l'épitaxie.

Principales applications

1. Composants principaux d'une station de base 5G
Dans les réseaux d'antennes MIMO massifs, les transistors HEMT GaN sur substrats composites SiC semi-isolants de 6 pouces atteignent une puissance de sortie de 200 W et un rendement supérieur à 65 %. Des tests sur le terrain à 3,5 GHz ont démontré une augmentation de 30 % du rayon de couverture.

2. Systèmes de communication par satellite
Les émetteurs-récepteurs de satellites en orbite terrestre basse (LEO) utilisant ce substrat présentent une PIRE supérieure de 8 dB dans la bande Q (40 GHz) tout en réduisant le poids de 40 %. Les terminaux Starlink de SpaceX l'ont adopté pour la production en série.

3. Systèmes radar militaires
Les modules T/R radar à réseau phasé sur ce substrat atteignent une bande passante de 6 à 18 GHz et un facteur de bruit aussi faible que 1,2 dB, étendant la portée de détection de 50 km dans les systèmes radar d'alerte précoce.

4. Radar automobile à ondes millimétriques
Les puces radar automobiles 79 GHz utilisant ce substrat améliorent la résolution angulaire à 0,5°, répondant aux exigences de conduite autonome L4.

Nous proposons une solution de service complète et personnalisée pour les substrats composites SiC semi-isolants de 6 pouces. Concernant la personnalisation des paramètres des matériaux, nous assurons un contrôle précis de la résistivité dans la plage de 10⁶ à 10¹⁰ Ω·cm. Pour les applications militaires, nous offrons une option de très haute résistance supérieure à 10⁹ Ω·cm. Trois épaisseurs sont disponibles simultanément : 200 µm, 350 µm et 500 µm, avec une tolérance strictement contrôlée à ±10 µm, répondant ainsi aux exigences des dispositifs haute fréquence et des applications haute puissance.

En matière de procédés de traitement de surface, nous proposons deux solutions professionnelles : le polissage chimico-mécanique (CMP) permet d’obtenir une planéité de surface à l’échelle atomique avec Ra < 0,15 nm, répondant aux exigences les plus strictes en matière de croissance épitaxiale ; la technologie de traitement de surface prête pour l’épitaxie, adaptée aux exigences de production rapide, permet d’obtenir des surfaces ultra-lisses avec Sq < 0,3 nm et une épaisseur d’oxyde résiduel < 1 nm, simplifiant considérablement le processus de prétraitement chez le client.

XKH propose des solutions complètes et personnalisées pour les substrats composites SiC semi-isolants de 6 pouces.

1. Personnalisation des paramètres des matériaux
Nous proposons un réglage précis de la résistivité dans la gamme de 10⁶-10¹⁰ Ω·cm, avec des options de résistivité ultra-élevée spécialisées >10⁹ Ω·cm disponibles pour les applications militaires/aérospatiales.

2. Spécifications d'épaisseur
Trois options d'épaisseur standardisées :

· 200 μm (optimisé pour les dispositifs haute fréquence)

· 350 μm (spécification standard)

· 500 μm (conçu pour les applications haute puissance)
· Toutes les variantes maintiennent des tolérances d'épaisseur strictes de ±10μm.

3. Technologies de traitement de surface

Polissage chimico-mécanique (CMP) : Permet d'obtenir une planéité de surface au niveau atomique avec Ra < 0,15 nm, répondant aux exigences strictes de croissance épitaxiale pour les dispositifs RF et de puissance.

4. Traitement de surface Epi-Ready

• Permet d'obtenir des surfaces ultra-lisses avec une rugosité Sq < 0,3 nm

• Contrôle l'épaisseur de l'oxyde natif à moins de 1 nm

• Élimine jusqu'à 3 étapes de prétraitement chez le client