6-palcový vodivý monokryštál SiC na polykryštalickom kompozitnom substráte SiC Priemer 150 mm Typ P Typ N
Technické parametre
Veľkosť: | 6 palec |
Priemer: | 150 mm |
Hrúbka: | 400 – 500 μm |
Parametre monokryštalického SiC filmu | |
Polytyp: | 4H-SiC alebo 6H-SiC |
Koncentrácia dopingu: | 1×10¹⁴ – 1×10¹⁸ cm⁻³ |
Hrúbka: | 5 – 20 μm |
Odolnosť plechu: | 10 – 1 000 Ω/m² |
Mobilita elektrónov: | 800 – 1200 cm²/Vs |
Mobilita otvoru: | 100 – 300 cm²/Vs |
Parametre polykryštalickej SiC tlmiacej vrstvy | |
Hrúbka: | 50 – 300 μm |
Tepelná vodivosť: | 150 – 300 W/m·K |
Parametre monokryštalického substrátu SiC | |
Polytyp: | 4H-SiC alebo 6H-SiC |
Koncentrácia dopingu: | 1×10¹⁴ – 1×10¹⁸ cm⁻³ |
Hrúbka: | 300 – 500 μm |
Veľkosť zrna: | > 1 mm |
Drsnosť povrchu: | < 0,3 mm RMS |
Mechanické a elektrické vlastnosti | |
Tvrdosť: | 9-10 Mohsových stupňov |
Pevnosť v tlaku: | 3 – 4 GPa |
Pevnosť v ťahu: | 0,3 – 0,5 GPa |
Intenzita prierazného poľa: | > 2 MV/cm |
Celková tolerancia dávky: | > 10 Mrad |
Odolnosť voči účinkom jednej udalosti: | > 100 MeV·cm²/mg |
Tepelná vodivosť: | 150 – 380 W/m·K |
Rozsah prevádzkových teplôt: | -55 až 600 °C |
Kľúčové charakteristiky
6-palcový vodivý monokryštalický SiC na polykryštalickom kompozitnom substráte SiC ponúka jedinečnú rovnováhu medzi materiálovou štruktúrou a výkonom, vďaka čomu je vhodný pre náročné priemyselné prostredia:
1. Cenová efektívnosť: Polykryštalická základňa SiC podstatne znižuje náklady v porovnaní s plne monokryštalickým SiC, zatiaľ čo aktívna vrstva monokryštalického SiC zaisťuje výkon na úrovni zariadenia, ideálny pre cenovo dostupné aplikácie.
2. Výnimočné elektrické vlastnosti: Monokryštalická vrstva SiC vykazuje vysokú mobilitu nosičov náboja (> 500 cm²/V·s) a nízku hustotu defektov, čo podporuje prevádzku zariadení s vysokou frekvenciou a vysokým výkonom.
3. Stabilita pri vysokých teplotách: Vďaka svojej vlastnej odolnosti voči vysokým teplotám (> 600 °C) silikón SiC zaisťuje, že kompozitný substrát zostáva stabilný aj v extrémnych podmienkach, vďaka čomu je vhodný pre elektrické vozidlá a priemyselné motory.
4,6-palcová štandardizovaná veľkosť doštičky: V porovnaní s tradičnými 4-palcovými SiC substrátmi zvyšuje 6-palcový formát výťažnosť čipu o viac ako 30 %, čím sa znižujú náklady na jednotku zariadenia.
5. Vodivý dizajn: Vopred dopované vrstvy typu N alebo typu P minimalizujú kroky implantácie iónov pri výrobe zariadení, čím sa zlepšuje efektivita výroby a výťažnosť.
6. Vynikajúci tepelný manažment: Tepelná vodivosť polykryštalického SiC (~120 W/m·K) sa blíži k tepelnej vodivosti monokryštalického SiC, čím účinne rieši problémy s odvodom tepla vo vysokovýkonných zariadeniach.
Vďaka týmto vlastnostiam je 6-palcový vodivý monokryštalický SiC na polykryštalickom kompozitnom substráte SiC konkurencieschopným riešením pre odvetvia, ako sú obnoviteľné zdroje energie, železničná doprava a letecký priemysel.
Primárne aplikácie
6-palcový vodivý monokryštalický SiC na polykryštalickom kompozitnom substráte SiC bol úspešne nasadený v niekoľkých oblastiach s vysokým dopytom:
1. Pohonné jednotky elektrických vozidiel: Používajú sa vo vysokonapäťových SiC MOSFEToch a diódach na zvýšenie účinnosti meniča a predĺženie dojazdu batérie (napr. modely Tesla, BYD).
2. Priemyselné motorové pohony: Umožňuje vysokoteplotné, vysokofrekvenčné výkonové moduly s prepínaním, čím sa znižuje spotreba energie v ťažkých strojoch a veterných turbínach.
3. Fotovoltaické invertory: Zariadenia SiC zlepšujú účinnosť solárnej konverzie (> 99 %), zatiaľ čo kompozitný substrát ďalej znižuje náklady na systém.
4. Železničná doprava: Používa sa v trakčných meničoch pre vysokorýchlostné železničné a metro systémy, ponúka odolnosť voči vysokému napätiu (> 1700 V) a kompaktné tvarové faktory.
5. Letectvo: Ideálne pre satelitné energetické systémy a riadiace obvody leteckých motorov, schopné odolávať extrémnym teplotám a žiareniu.
V praktickej výrobe je 6-palcový vodivý monokryštalický SiC na polykryštalickom kompozitnom substráte SiC plne kompatibilný so štandardnými procesmi výroby SiC zariadení (napr. litografia, leptanie) a nevyžaduje si žiadne dodatočné kapitálové investície.
Služby XKH
Spoločnosť XKH poskytuje komplexnú podporu pre 6-palcový vodivý monokryštalický kompozitný substrát SiC na polykryštalickom SiC, od výskumu a vývoja až po hromadnú výrobu:
1. Prispôsobenie: Nastaviteľná hrúbka monokryštalickej vrstvy (5 – 100 μm), koncentrácia dopovania (1e15 – 1e19 cm⁻³) a orientácia kryštálov (4H/6H-SiC) na splnenie rôznych požiadaviek zariadenia.
2. Spracovanie doštičiek: Hromadná dodávka 6-palcových substrátov so službami stenčovania zadnej strany a metalizácie pre integráciu typu „plug-and-play“.
3. Technická validácia: Zahŕňa XRD analýzu kryštalinity, testovanie Hallovým efektom a meranie tepelného odporu na urýchlenie kvalifikácie materiálu.
4. Rýchle prototypovanie: Vzorky s veľkosťou 2 až 4 palce (rovnaký proces) pre výskumné inštitúcie na urýchlenie vývojových cyklov.
5. Analýza a optimalizácia porúch: Riešenia na úrovni materiálu pre problémy so spracovaním (napr. defekty epitaxnej vrstvy).
Naším poslaním je etablovať 6-palcový vodivý monokryštalický SiC na polykryštalickom kompozitnom substráte SiC ako preferované riešenie s dobrým pomerom ceny a výkonu pre výkonovú elektroniku SiC a ponúknuť komplexnú podporu od prototypovania až po hromadnú výrobu.
Záver
6-palcový vodivý monokryštalický kompozitný substrát SiC na polykryštalickom SiC dosahuje prelomovú rovnováhu medzi výkonom a cenou vďaka svojej inovatívnej mono/polykryštalickej hybridnej štruktúre. S rozširovaním elektrických vozidiel a pokrokom Priemyslu 4.0 tento substrát poskytuje spoľahlivý materiálový základ pre výkonovú elektroniku novej generácie. Spoločnosť XKH víta spoluprácu s cieľom ďalej preskúmať potenciál technológie SiC.

