English

Una guia completa de les oblies de carbur de silici/oblies de SiC

Resum de l'oblea de SiC

 Oblies de carbur de silici (SiC)s'han convertit en el substrat preferit per a l'electrònica d'alta potència, alta freqüència i alta temperatura en els sectors de l'automoció, les energies renovables i l'aeroespacial. La nostra cartera cobreix politips clau i esquemes de dopatge: 4H dopat amb nitrogen (4H-N), semiaïllant d'alta puresa (HPSI), 3C dopat amb nitrogen (3C-N) i 4H/6H de tipus p (4H/6H-P), oferts en tres graus de qualitat: PRIME (substrats totalment polits, de qualitat de dispositiu), DUMMY (solapats o sense polir per a proves de procés) i RESEARCH (capes epidèmiques personalitzades i perfils de dopatge per a R+D). Els diàmetres de les oblies abasten 2″, 4″, 6″, 8″ i 12″ per adaptar-se tant a eines tradicionals com a fàbriques avançades. També subministrem boles monocristal·lines i cristalls de sembra orientats amb precisió per donar suport al creixement de cristalls intern.

Les nostres oblies 4H-N presenten densitats de portador d'1×10¹⁶ a 1×10¹⁹ cm⁻³ i resistivitats de 0,01–10 Ω·cm, oferint una excel·lent mobilitat d'electrons i camps de ruptura superiors a 2 MV/cm, ideal per a díodes Schottky, MOSFET i JFET. Els substrats HPSI superen la resistivitat d'1×10¹² Ω·cm amb densitats de microtubs inferiors a 0,1 cm⁻², garantint una fuita mínima per a dispositius de RF i microones. El Cubic 3C-N, disponible en formats de 2″ i 4″, permet l'heteroepitaxia sobre silici i admet noves aplicacions fotòniques i MEMS. Les oblies 4H/6H-P de tipus P, dopades amb alumini a 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³, faciliten arquitectures de dispositius complementàries.

Les oblies PRIME de SiC se sotmeten a un poliment químic-mecànic fins a una rugositat superficial de <0,2 nm RMS, una variació de gruix total inferior a 3 µm i una curvatura <10 µm. Els substrats DUMMY acceleren les proves de muntatge i empaquetament, mentre que les oblies RESEARCH presenten gruixos d'epi-capa de 2 a 30 µm i un dopatge a mida. Tots els productes estan certificats per difracció de raigs X (corba d'oscil·lació <30 arcsec) i espectroscòpia Raman, amb proves elèctriques (mesures Hall, perfils C-V i escaneig de microtubs) que garanteixen el compliment de JEDEC i SEMI.

Es cultiven boletes de fins a 150 mm de diàmetre mitjançant PVT i CVD amb densitats de dislocacions inferiors a 1×10³ cm⁻² i un baix nombre de microtubs. Els cristalls de sembra es tallen a 0,1° de l'eix c per garantir un creixement reproduïble i un alt rendiment de tall.

Combinant múltiples politipus, variants de dopatge, graus de qualitat, mides d'oblies de SiC i producció interna de cristalls de llavor i boles, la nostra plataforma de substrats de SiC simplifica les cadenes de subministrament i accelera el desenvolupament de dispositius per a vehicles elèctrics, xarxes intel·ligents i aplicacions en entorns hostils.

Resum de l'oblea de SiC

 Oblies de carbur de silici (SiC)s'han convertit en el substrat de SiC preferit per a l'electrònica d'alta potència, alta freqüència i alta temperatura en els sectors de l'automoció, les energies renovables i l'aeroespacial. La nostra cartera cobreix politipus clau i esquemes de dopatge: 4H dopat amb nitrogen (4H-N), semiaïllant d'alta puresa (HPSI), 3C dopat amb nitrogen (3C-N) i 4H/6H de tipus p (4H/6H-P), que s'ofereixen en tres graus de qualitat: oblia de SiCPRIME (substrats totalment polits, de qualitat de dispositiu), DUMMY (lapejats o sense polir per a proves de procés) i RESEARCH (capes epidèmiques personalitzades i perfils de dopatge per a R+D). Els diàmetres de les oblies de SiC abasten 2″, 4″, 6″, 8″ i 12″ per adaptar-se tant a eines tradicionals com a fàbriques avançades. També subministrem boles monocristal·lines i cristalls de sembra orientats amb precisió per donar suport al creixement de cristalls intern.

Les nostres oblies de SiC 4H-N presenten densitats de portador d'1×10¹⁶ a 1×10¹⁹ cm⁻³ i resistivitats de 0,01–10 Ω·cm, oferint una excel·lent mobilitat d'electrons i camps de ruptura superiors a 2 MV/cm, ideal per a díodes Schottky, MOSFET i JFET. Els substrats HPSI superen la resistivitat d'1×10¹² Ω·cm amb densitats de microtubs inferiors a 0,1 cm⁻², garantint una fuita mínima per a dispositius de RF i microones. El Cubic 3C-N, disponible en formats de 2″ i 4″, permet l'heteroepitaxia sobre silici i admet noves aplicacions fotòniques i MEMS. Les oblies de SiC de tipus P 4H/6H-P, dopades amb alumini a 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³, faciliten arquitectures de dispositius complementàries.

Les oblies PRIME de SiC se sotmeten a un poliment químic-mecànic fins a una rugositat superficial de <0,2 nm RMS, una variació de gruix total inferior a 3 µm i una curvatura <10 µm. Els substrats DUMMY acceleren les proves de muntatge i empaquetament, mentre que les oblies RESEARCH presenten gruixos de capa epi de 2 a 30 µm i un dopatge a mida. Tots els productes estan certificats per difracció de raigs X (corba d'oscil·lació <30 arcsec) i espectroscòpia Raman, amb proves elèctriques (mesures Hall, perfils C-V i escaneig de microtubs) que garanteixen el compliment de JEDEC i SEMI.

Es cultiven boletes de fins a 150 mm de diàmetre mitjançant PVT i CVD amb densitats de dislocacions inferiors a 1×10³ cm⁻² i un baix nombre de microtubs. Els cristalls de sembra es tallen a 0,1° de l'eix c per garantir un creixement reproduïble i un alt rendiment de tall.

Combinant múltiples politipus, variants de dopatge, graus de qualitat, mides d'oblies de SiC i producció interna de cristalls de llavor i boles, la nostra plataforma de substrats de SiC simplifica les cadenes de subministrament i accelera el desenvolupament de dispositius per a vehicles elèctrics, xarxes intel·ligents i aplicacions en entorns durs.

Imatge de l'oblea de SiC

Fitxa tècnica de l'oblea de SiC tipus 4H-N de 6 polzades

 

Fitxa tècnica de les oblies de SiC de 6 polzades
Paràmetre Subparàmetre Grau Z Grau P Grau D
Diàmetre   149,5–150,0 mm 149,5–150,0 mm 149,5–150,0 mm
Gruix 4H-N 350 µm ± 15 µm 350 µm ± 25 µm 350 µm ± 25 µm
Gruix 4H-SI 500 µm ± 15 µm 500 µm ± 25 µm 500 µm ± 25 µm
Orientació de l'oblia   Fora de l'eix: 4,0° cap a <11-20> ±0,5° (4H-N); En l'eix: <0001> ±0,5° (4H-SI) Fora de l'eix: 4,0° cap a <11-20> ±0,5° (4H-N); En l'eix: <0001> ±0,5° (4H-SI) Fora de l'eix: 4,0° cap a <11-20> ±0,5° (4H-N); En l'eix: <0001> ±0,5° (4H-SI)
Densitat de micropipes 4H-N ≤ 0,2 cm⁻² ≤ 2 cm⁻² ≤ 15 cm⁻²
Densitat de micropipes 4H-SI ≤ 1 cm⁻² ≤ 5 cm⁻² ≤ 15 cm⁻²
Resistivitat 4H-N 0,015–0,024 Ω·cm 0,015–0,028 Ω·cm 0,015–0,028 Ω·cm
Resistivitat 4H-SI ≥ 1×10¹⁰ Ω·cm ≥ 1×10⁵ Ω·cm  
Orientació plana primària   [10-10] ± 5,0° [10-10] ± 5,0° [10-10] ± 5,0°
Longitud plana primària 4H-N 47,5 mm ± 2,0 mm    
Longitud plana primària 4H-SI Osca    
Exclusió de vores     3 mm  
Deformació/LTV/TTV/Arc   ≤2,5 µm/≤6 µm/≤25 µm/≤35 µm ≤5 µm / ≤15 µm / ≤40 µm / ≤60 µm  
Rugositat Polonès Ra ≤ 1 nm    
Rugositat CMP Ra ≤ 0,2 nm   Ra ≤ 0,5 nm
Esquerdes de vora   Cap   Longitud acumulada ≤ 20 mm, individual ≤ 2 mm
Plaques hexagonals   Àrea acumulada ≤ 0,05% Àrea acumulada ≤ 0,1% Àrea acumulada ≤ 1%
Àrees de politipus   Cap Àrea acumulada ≤ 3% Àrea acumulada ≤ 3%
Inclusions de carboni   Àrea acumulada ≤ 0,05%   Àrea acumulada ≤ 3%
Ratllades superficials   Cap   Longitud acumulada ≤ 1 × diàmetre de l'oblia
Xips de vora   No es permet cap amplada i profunditat ≥ 0,2 mm   Fins a 7 estelles, ≤ 1 mm cadascuna
TSD (Dislocació del cargol de rosca)   ≤ 500 cm⁻²   N/A
BPD (Dislocació del Pla Base)   ≤ 1000 cm⁻²   N/A
Contaminació superficial   Cap    
Embalatge   Casset multi-oblia o contenidor d'una sola oblia Casset multi-oblia o contenidor d'una sola oblia Casset multi-oblia o contenidor d'una sola oblia

Fitxa tècnica de l'oblea de SiC tipus 4H-N de 4 polzades

 

Fitxa tècnica d'una oblia de SiC de 4 polzades
Paràmetre Producció zero de MPD Grau de producció estàndard (grau P) Grau de simulació (grau D)
Diàmetre 99,5 mm–100,0 mm
Gruix (4H-N) 350 µm ± 15 µm   350 µm ± 25 µm
Gruix (4H-Si) 500 µm ± 15 µm   500 µm ± 25 µm
Orientació de l'oblia Fora de l'eix: 4,0° cap a <1120> ±0,5° per a 4H-N; En l'eix: <0001> ±0,5° per a 4H-Si    
Densitat de microtubs (4H-N) ≤0,2 cm⁻² ≤2 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Densitat de microtubs (4H-Si) ≤1 cm⁻² ≤5 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Resistivitat (4H-N)   0,015–0,024 Ω·cm 0,015–0,028 Ω·cm
Resistivitat (4H-Si) ≥1E10 Ω·cm   ≥1E5 Ω·cm
Orientació plana primària   [10-10] ±5,0°  
Longitud plana primària   32,5 mm ±2,0 mm  
Longitud plana secundària   18,0 mm ±2,0 mm  
Orientació plana secundària   Cara de silici cap amunt: 90° en sentit horari des del pla principal ±5,0°  
Exclusió de vores   3 mm  
LTV/TTV/Deformació d'arc ≤2,5 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm   ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm
Rugositat Ra del poliment ≤1 nm; Ra del CMP ≤0,2 nm   Ra ≤0,5 nm
Esquerdes a les vores per llum d'alta intensitat Cap Cap Longitud acumulada ≤10 mm; longitud individual ≤2 mm
Plaques hexagonals per llum d'alta intensitat Àrea acumulada ≤0,05% Àrea acumulada ≤0,05% Àrea acumulada ≤0,1%
Àrees politípiques per llum d'alta intensitat Cap   Àrea acumulada ≤3%
Inclusions visuals de carboni Àrea acumulada ≤0,05%   Àrea acumulada ≤3%
Ratllades de la superfície de silici per llum d'alta intensitat Cap   Longitud acumulada ≤1 diàmetre de l'oblia
Xips de vora per llum d'alta intensitat No es permet cap amplada i profunditat ≥0,2 mm   5 permesos, ≤1 mm cadascun
Contaminació de la superfície de silici per llum d'alta intensitat Cap    
Luxació del cargol de rosca ≤500 cm⁻² N/A  
Embalatge Casset multi-oblia o contenidor d'una sola oblia Casset multi-oblia o contenidor d'una sola oblia Casset multi-oblia o contenidor d'una sola oblia

Fitxa tècnica de l'oblea SiC tipus HPSI de 4 polzades

 

Fitxa tècnica de l'oblea SiC tipus HPSI de 4 polzades
Paràmetre Grau de producció MPD zero (grau Z) Grau de producció estàndard (grau P) Grau de simulació (grau D)
Diàmetre   99,5–100,0 mm  
Gruix (4H-Si) 500 µm ±20 µm   500 µm ±25 µm
Orientació de l'oblia Fora de l'eix: 4,0° cap a <11-20> ±0,5° per a 4H-N; En l'eix: <0001> ±0,5° per a 4H-Si
Densitat de microtubs (4H-Si) ≤1 cm⁻² ≤5 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Resistivitat (4H-Si) ≥1E9 Ω·cm   ≥1E5 Ω·cm
Orientació plana primària (10-10) ±5,0°
Longitud plana primària 32,5 mm ±2,0 mm
Longitud plana secundària 18,0 mm ±2,0 mm
Orientació plana secundària Cara de silici cap amunt: 90° en sentit horari des del pla principal ±5,0°
Exclusió de vores   3 mm  
LTV/TTV/Deformació d'arc ≤3 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm   ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm
Rugositat (cara C) Polonès Ra ≤1 nm  
Rugositat (cara de Si) CMP Ra ≤0,2 nm Ra ≤0,5 nm
Esquerdes a les vores per llum d'alta intensitat Cap   Longitud acumulada ≤10 mm; longitud individual ≤2 mm
Plaques hexagonals per llum d'alta intensitat Àrea acumulada ≤0,05% Àrea acumulada ≤0,05% Àrea acumulada ≤0,1%
Àrees politípiques per llum d'alta intensitat Cap   Àrea acumulada ≤3%
Inclusions visuals de carboni Àrea acumulada ≤0,05%   Àrea acumulada ≤3%
Ratllades de la superfície de silici per llum d'alta intensitat Cap   Longitud acumulada ≤1 diàmetre de l'oblia
Xips de vora per llum d'alta intensitat No es permet cap amplada i profunditat ≥0,2 mm   5 permesos, ≤1 mm cadascun
Contaminació de la superfície de silici per llum d'alta intensitat Cap   Cap
Luxació del cargol de rosca ≤500 cm⁻² N/A  
Embalatge   Casset multi-oblia o contenidor d'una sola oblia  

Aplicació de les oblies de SiC

 

  • Mòduls d'alimentació de làmines de SiC per a inversors de vehicles elèctrics
    Els MOSFET i díodes basats en oblícies de SiC construïts sobre substrats d'oblícies de SiC d'alta qualitat ofereixen pèrdues de commutació ultrabaixes. Aprofitant la tecnologia d'oblícies de SiC, aquests mòduls de potència funcionen a tensions i temperatures més altes, cosa que permet inversors de tracció més eficients. La integració de matrius d'oblícies de SiC a les etapes de potència redueix els requisits de refrigeració i l'empremta, mostrant tot el potencial de la innovació en oblícies de SiC.

  • Dispositius de RF i 5G d'alta freqüència en oblia de SiC
    Els amplificadors i interruptors de RF fabricats sobre plataformes d'oblies de SiC semiaïllants presenten una conductivitat tèrmica i una tensió de ruptura superiors. El substrat d'oblia de SiC minimitza les pèrdues dielèctriques a freqüències de GHz, mentre que la resistència del material de l'oblia de SiC permet un funcionament estable en condicions d'alta potència i alta temperatura, cosa que converteix l'oblia de SiC en el substrat preferit per a les estacions base i els sistemes de radar 5G de nova generació.

  • Substrats optoelectrònics i LED a partir d'oblies de SiC
    Els LED blaus i UV que creixen sobre substrats d'oblia de SiC es beneficien d'una excel·lent adaptació de xarxa i dissipació de calor. L'ús d'una oblia de SiC de cara C polida garanteix capes epitaxials uniformes, mentre que la duresa inherent de l'oblia de SiC permet un aprimament fi de l'oblia i un empaquetament fiable del dispositiu. Això converteix l'oblia de SiC en la plataforma de referència per a aplicacions de LED d'alta potència i llarga vida útil.

Preguntes i respostes sobre les oblies de SiC

1. P: Com es fabriquen les oblies de SiC?


A:

Oblies de SiC fabricadesPassos detallats

  1. Oblies de SiCPreparació de matèries primeres

    • Utilitzeu pols de SiC de grau ≥5N (impureses ≤1 ppm).
    • Tamisar i coure prèviament per eliminar els compostos residuals de carboni o nitrogen.

  1. SiCPreparació de cristalls de llavor

    • Agafeu un tros de monocristall 4H-SiC i talleu-lo al llarg de l'orientació 〈0001〉 fins a ~10 × 10 mm².

    • Polit de precisió a Ra ≤0,1 nm i marca l'orientació del cristall.

  2. SiCCreixement PVT (Transport físic de vapor)

    • Carregueu el gresol de grafit: la part inferior amb pols de SiC, la part superior amb cristall de sembra.

    • Evacuar a 10⁻³–10⁻⁵ Torr o omplir amb heli d'alta puresa a 1 atm.

    • Escalfeu la zona font a 2100–2300 ℃, manteniu la zona de llavors a 100–150 ℃ més fresca.

    • Controlar la taxa de creixement a 1–5 mm/h per equilibrar la qualitat i el rendiment.

  3. SiCRecuit de lingots

    • Recuit el lingot de SiC tal com ha crescut a 1600–1800 ℃ durant 4–8 hores.

    • Finalitat: alleujar les tensions tèrmiques i reduir la densitat de dislocacions.

  4. SiCTall de neules

    • Utilitzeu una serra de filferro de diamant per tallar el lingot en oblies de 0,5 a 1 mm de gruix.

    • Minimitzar la vibració i la força lateral per evitar microesquerdes.

  5. SiCHòstiaEsmolat i polit

    • Mòlta gruixudaper eliminar els danys per serra (rugositat ~10–30 µm).

    • Mòlta finaper aconseguir una planitud ≤5 µm.

    • Poliment químic-mecànic (CMP)per aconseguir un acabat semblant a un mirall (Ra ≤0,2 nm).

  6. SiCHòstiaNeteja i inspecció

    • Neteja per ultrasonsen solució de Piranha (H₂SO₄:H₂O₂), aigua DI i després IPA.

    • Espectroscòpia XRD/Ramanper confirmar el politip (4H, 6H, 3C).

    • Interferometriaper mesurar la planitud (<5 µm) i la deformació (<20 µm).

    • Sonda de quatre puntsper provar la resistivitat (per exemple, HPSI ≥10⁹ Ω·cm).

    • Inspecció de defectessota microscopi de llum polaritzada i provador de ratllades.

  7. SiCHòstiaClassificació i ordenació

    • Ordena les oblies per politipus i tipus elèctric:

      • 4H-SiC tipus N (4H-N): concentració del portador 10¹⁶–10¹⁸ cm⁻³

      • 4H-SiC semiaïllant d'alta puresa (4H-HPSI): resistivitat ≥10⁹ Ω·cm

      • 6H-SiC tipus N (6H-N)

      • Altres: 3C-SiC, tipus P, etc.

  8. SiCHòstiaEmbalatge i enviament

    • Col·loqueu-ho en caixes d'oblies netes i sense pols.

    • Etiqueta cada caixa amb el diàmetre, el gruix, el politipus, el grau de resistivitat i el número de lot.

      Oblies de SiC

2. P: Quins són els principals avantatges de les oblies de SiC respecte a les oblies de silici?


A: En comparació amb les oblies de silici, les oblies de SiC permeten:

  • Funcionament a més alt voltatge(>1.200 V) amb una resistència d'activació més baixa.

  • Major estabilitat de temperatura(>300 °C) i una millora de la gestió tèrmica.

  • Velocitats de commutació més ràpidesamb pèrdues de commutació més baixes, reduint la refrigeració a nivell de sistema i la mida dels convertidors de potència.

4. P: Quins defectes comuns afecten el rendiment i el rendiment de les oblies de SiC?


A: Els defectes principals de les oblies de SiC inclouen microtubs, dislocacions del pla basal (BPD) i ratllades superficials. Els microtubs poden causar fallades catastròfiques del dispositiu; els BPD augmenten la resistència al llarg del temps; i les ratllades superficials provoquen la ruptura de l'oblia o un creixement epitaxial deficient. Per tant, una inspecció rigorosa i la mitigació de defectes són essencials per maximitzar el rendiment de l'oblia de SiC.

Data de publicació: 30 de juny de 2025
Premeu Intro per cercar o ESC per tancar