Substrat en carbure de silicium (SiC) semi-isolant de haute pureté pour verres à argon

Description courte :

Les substrats en carbure de silicium (SiC) semi-isolants de haute pureté sont des matériaux spécialisés, fabriqués à partir de carbure de silicium, largement utilisés dans la fabrication de composants électroniques de puissance, de dispositifs radiofréquences (RF) et de semi-conducteurs haute fréquence et haute température. Le carbure de silicium, matériau semi-conducteur à large bande interdite, offre d'excellentes propriétés électriques, thermiques et mécaniques, ce qui le rend particulièrement adapté aux applications en environnements haute tension, haute fréquence et haute température.

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Caractéristiques

Diagramme détaillé

Présentation du produit : plaquettes de SiC semi-isolantes

Nos plaquettes de SiC semi-isolantes de haute pureté sont conçues pour l'électronique de puissance avancée, les composants RF/micro-ondes et les applications optoélectroniques. Fabriquées à partir de monocristaux de SiC 4H ou 6H de haute qualité, elles bénéficient d'une méthode de croissance par transport physique en phase vapeur (PVT) optimisée, suivie d'un recuit de compensation en profondeur. Il en résulte une plaquette aux propriétés exceptionnelles :

Résistivité ultra-élevée: ≥1×10¹² Ω·cm, minimisant efficacement les courants de fuite dans les dispositifs de commutation haute tension.
Bande interdite large (~3,2 eV): Garantit d'excellentes performances dans des environnements à haute température, à champ magnétique élevé et à fort rayonnement.
Conductivité thermique exceptionnelle: >4,9 W/cm·K, assurant une dissipation thermique efficace dans les applications à haute puissance.
Résistance mécanique supérieure: Avec une dureté Mohs de 9,0 (seconde seulement après le diamant), une faible dilatation thermique et une forte stabilité chimique.
Surface atomiquement lisse: Ra < 0,4 nm et densité de défauts < 1/cm², idéal pour l'épitaxie MOCVD/HVPE et la fabrication micro-nano.

Tailles disponiblesLes tailles standard comprennent 50, 75, 100, 150 et 200 mm (2" à 8"), avec des diamètres personnalisés disponibles jusqu'à 250 mm.
Plage d'épaisseur: 200–1 000 μm, avec une tolérance de ±5 μm.

Procédé de fabrication de plaquettes de SiC semi-isolantes

Préparation de poudre de SiC de haute pureté

Matières premières: Poudre de SiC de qualité 6N, purifiée par sublimation sous vide en plusieurs étapes et traitements thermiques, assurant une faible contamination métallique (Fe, Cr, Ni < 10 ppb) et des inclusions polycristallines minimales.

Croissance monocristalline PVT modifiée

Environnement: Quasi-vide (10⁻³–10⁻² Torr).
Température: Creuset en graphite chauffé à ~2 500 °C avec un gradient thermique contrôlé de ΔT ≈ 10–20 °C/cm.
Conception du flux de gaz et du creuset: Des creusets sur mesure et des séparateurs poreux assurent une distribution uniforme de la vapeur et suppriment la nucléation indésirable.
Alimentation et rotation dynamiques: Le réapprovisionnement périodique en poudre de SiC et la rotation de la tige cristalline permettent d'obtenir de faibles densités de dislocations (<3 000 cm⁻²) et une orientation 4H/6H cohérente.

Recuit compensatoire en profondeur

Recuit sous hydrogène: Réalisé sous atmosphère H₂ à des températures comprises entre 600 et 1 400 °C pour activer les pièges profonds et stabiliser les porteurs intrinsèques.
Co-dopage N/Al (optionnel): Incorporation d'Al (accepteur) et de N (donneur) pendant la croissance ou le CVD post-croissance pour former des paires donneur-accepteur stables, entraînant des pics de résistivité.

Découpe de précision et rodage en plusieurs étapes

Sciage au fil diamanté: Plaquettes découpées à une épaisseur de 200 à 1 000 μm, avec des dommages minimaux et une tolérance de ±5 μm.
Processus de rodageDes abrasifs diamantés séquentiels, du plus grossier au plus fin, éliminent les dommages causés par la scie, préparant ainsi la plaquette pour le polissage.

Polissage chimico-mécanique (CMP)

Médias de polissage: Suspension de nano-oxyde (SiO₂ ou CeO₂) dans une solution légèrement alcaline.
Contrôle des processusLe polissage à faible contrainte minimise la rugosité, atteignant une rugosité RMS de 0,2 à 0,4 nm et éliminant les micro-rayures.

Nettoyage final et emballage

Nettoyage par ultrasons: Processus de nettoyage en plusieurs étapes (solvant organique, traitements acide/base et rinçage à l'eau déminéralisée) dans un environnement de salle blanche de classe 100.
Scellage et emballageSéchage des plaquettes sous purge d'azote, scellées dans des sacs protecteurs remplis d'azote et emballées dans des boîtes extérieures antistatiques et amortissant les vibrations.

Spécifications des plaquettes de SiC semi-isolantes

Performance du produit	Niveau P	Note D
I. Paramètres du cristal	I. Paramètres du cristal	I. Paramètres du cristal
Polytype cristallin	4H	4H
Indice de réfraction a	>2,6 à 589 nm	>2,6 à 589 nm
Taux d'absorption a	≤0,5 % à 450-650 nm	≤1,5 % à 450-650 nm
Transmittance MP a (non revêtu)	≥66,5%	≥66,2%
Brume	≤0,3%	≤1,5%
Inclusion de polytype a	Interdit	Surface cumulée ≤ 20 %
Densité des micropipes a	≤0,5 /cm²	≤2 /cm²
Vide hexagonal a	Interdit	N / A
Inclusion à facettes	Interdit	N / A
Inclusion des députés	Interdit	N / A
II. Paramètres mécaniques	II. Paramètres mécaniques	II. Paramètres mécaniques
Diamètre	150,0 mm +0,0 mm / -0,2 mm	150,0 mm +0,0 mm / -0,2 mm
Orientation de la surface	{0001} ±0,3°	{0001} ±0,3°
Longueur à plat primaire	Entailler	Entailler
Longueur secondaire à plat	Pas d'appartement secondaire	Pas d'appartement secondaire
Orientation de l'encoche	<1-100> ±2°	<1-100> ±2°
Angle d'encoche	90° +5° / -1°	90° +5° / -1°
Profondeur de l'encoche	1 mm du bord +0,25 mm / -0,0 mm	1 mm du bord +0,25 mm / -0,0 mm
Traitement de surface	Face C, face Si : Polissage chimico-mécanique (CMP)	Face C, face Si : Polissage chimico-mécanique (CMP)
Bord de la plaquette	Chanfreiné (arrondi)	Chanfreiné (arrondi)
Rugosité de surface (AFM) (5μm x 5μm)	Face Si, face C : Ra ≤ 0,2 nm	Face Si, face C : Ra ≤ 0,2 nm
Épaisseur a (Tropel)	500,0 μm ± 25,0 μm	500,0 μm ± 25,0 μm
LTV (Tropel) (40 mm x 40 mm) a	≤ 2 μm	≤ 4 μm
Variation totale d'épaisseur (TTV) a (Tropel)	≤ 3 μm	≤ 5 μm
Arc (valeur absolue) a (Tropel)	≤ 5 μm	≤ 15 μm
Warp a (Tropel)	≤ 15 μm	≤ 30 μm
III. Paramètres de surface	III. Paramètres de surface	III. Paramètres de surface
Puce/Encoche	Interdit	≤ 2 pièces, chaque pièce mesurant ≤ 1,0 mm de longueur et de largeur.
Gratter une (face Si, CS8520)	Longueur totale ≤ 1 x Diamètre	Longueur totale ≤ 3 x Diamètre
Particule a (face Si, CS8520)	≤ 500 pièces	N / A
Fissure	Interdit	Interdit
Contamination a	Interdit	Interdit

Principales applications des plaquettes de SiC semi-isolantes

Électronique de puissanceLes MOSFET, les diodes Schottky et les modules de puissance à base de SiC pour véhicules électriques (VE) bénéficient de la faible résistance à l'état passant et des capacités haute tension du SiC.
RF et micro-ondesLes performances à haute fréquence et la résistance aux radiations du SiC sont idéales pour les amplificateurs de stations de base 5G, les modules radar et les communications par satellite.
OptoélectroniqueLes LED UV, les diodes laser bleues et les photodétecteurs utilisent des substrats SiC atomiquement lisses pour une croissance épitaxiale uniforme.
Détection en environnement extrêmeLa stabilité du SiC à haute température (>600 °C) le rend parfait pour les capteurs dans des environnements difficiles, notamment les turbines à gaz et les détecteurs nucléaires.
Aérospatiale et défenseLe SiC offre une durabilité aux composants électroniques de puissance des satellites, des systèmes de missiles et de l'électronique aéronautique.
Recherche avancéeSolutions personnalisées pour l'informatique quantique, la micro-optique et d'autres applications de recherche spécialisées.

FAQ

Pourquoi le SiC semi-isolant plutôt que le SiC conducteur ?
Le SiC semi-isolant offre une résistivité bien plus élevée, ce qui réduit les courants de fuite dans les dispositifs haute tension et haute fréquence. Le SiC conducteur est plus adapté aux applications nécessitant une conductivité électrique.
Ces plaquettes peuvent-elles être utilisées pour la croissance épitaxiale ?
Oui, ces plaquettes sont prêtes pour l'épitaxie et optimisées pour MOCVD, HVPE ou MBE, avec des traitements de surface et un contrôle des défauts pour garantir une qualité supérieure de la couche épitaxiale.
Comment garantir la propreté des plaquettes ?
Un processus en salle blanche de classe 100, un nettoyage ultrasonique en plusieurs étapes et un emballage sous azote garantissent que les plaquettes sont exemptes de contaminants, de résidus et de micro-rayures.
Quel est le délai de livraison des commandes ?
Les échantillons sont généralement expédiés sous 7 à 10 jours ouvrables, tandis que les commandes de production sont habituellement livrées sous 4 à 6 semaines, en fonction de la taille spécifique de la plaquette et des caractéristiques personnalisées.
Pouvez-vous fournir des formes personnalisées ?
Oui, nous pouvons créer des supports sur mesure de formes variées telles que des fenêtres planes, des rainures en V, des lentilles sphériques, et bien plus encore.

À propos de nous

XKH est spécialisée dans le développement, la production et la vente de verres optiques spéciaux et de nouveaux matériaux cristallins de haute technologie. Nos produits sont destinés à l'électronique optique, à l'électronique grand public et au secteur militaire. Nous proposons des composants optiques en saphir, des films de protection pour objectifs de téléphones portables, de la céramique, du LT, du carbure de silicium (SiC), du quartz et des plaquettes de cristal semi-conducteur. Grâce à notre expertise et à nos équipements de pointe, nous excellons dans la transformation de produits non standard, avec pour ambition de devenir une entreprise leader dans le domaine des matériaux optoélectroniques.