English

Komplexný sprievodca doštičkami z karbidu kremíka/doštičkou SiC

Abstrakt SiC doštičky

 Doštičky z karbidu kremíka (SiC)sa stali preferovaným substrátom pre vysokovýkonnú, vysokofrekvenčnú a vysokoteplotnú elektroniku v automobilovom priemysle, priemysle obnoviteľných zdrojov energie a leteckom priemysle. Naše portfólio zahŕňa kľúčové polytypy a dopovacie schémy – dusíkom dopovaný 4H (4H-N), vysoko čistý poloizolačný (HPSI), dusíkom dopovaný 3C (3C-N) a p-typ 4H/6H (4H/6H-P) – ponúkané v troch akostných stupňoch: PRIME (plne leštené substráty, prístrojovej kvality), DUMMY (lapované alebo neleštené pre procesné skúšky) a RESEARCH (zákazkové epi vrstvy a dopovacie profily pre výskum a vývoj). Priemery doštičiek sa pohybujú v rozmedzí 2″, 4″, 6″, 8″ a 12″, aby vyhovovali starším nástrojom aj pokročilým továrňam. Dodávame tiež monokryštalické gule a presne orientované zárodočné kryštály na podporu vlastného rastu kryštálov.

Naše 4H-N doštičky sa vyznačujú hustotami nosičov náboja od 1×10¹⁶ do 1×10¹⁹ cm⁻³ a rezistivitou 0,01–10 Ω·cm, čo poskytuje vynikajúcu mobilitu elektrónov a prierazné polia nad 2 MV/cm – ideálne pre Schottkyho diódy, MOSFETy a JFETy. HPSI substráty prekračujú rezistivitu 1×10¹² Ω·cm s hustotami mikrotrubiek pod 0,1 cm⁻², čo zabezpečuje minimálny únik pre RF a mikrovlnné zariadenia. Kubický 3C-N, dostupný vo formátoch 2″ a 4″, umožňuje heteroepitaxiu na kremíku a podporuje nové fotonické a MEMS aplikácie. Doštičky 4H/6H-P typu P, dopované hliníkom na 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³, uľahčujú vytváranie doplnkových architektúr zariadení.

SiC doštičky, doštičky PRIME podliehajú chemicko-mechanickému lešteniu na drsnosť povrchu <0,2 nm RMS, celkovú variáciu hrúbky pod 3 µm a prehnutie <10 µm. Substráty DUMMY urýchľujú montážne a baliace testy, zatiaľ čo doštičky RESEARCH sa vyznačujú hrúbkou epi-vrstvy 2 – 30 µm a dopovaním na mieru. Všetky produkty sú certifikované röntgenovou difrakciou (krivka kývania <30 arcsec) a Ramanovou spektroskopiou, s elektrickými testami – Hallovými meraniami, C-V profilovaním a skenovaním mikrotrubiek – čo zabezpečuje súlad s normami JEDEC a SEMI.

Kryštály s priemerom do 150 mm sa pestujú metódami PVT a CVD s hustotou dislokácií pod 1×10³ cm⁻² a nízkym počtom mikrotrubiek. Zárodočné kryštály sa režú do 0,1° od osi c, aby sa zaručil reprodukovateľný rast a vysoký výťažok pri krájaní.

Kombináciou viacerých polytypov, variantov dopovania, stupňov kvality, veľkostí SiC doštičiek a vlastnej výroby kryštálov a semenných kryštálov naša platforma SiC substrátov zefektívňuje dodávateľské reťazce a urýchľuje vývoj zariadení pre elektrické vozidlá, inteligentné siete a aplikácie v náročných podmienkach.

Abstrakt SiC doštičky

 Doštičky z karbidu kremíka (SiC)sa stali preferovaným SiC substrátom pre vysokovýkonnú, vysokofrekvenčnú a vysokoteplotnú elektroniku v automobilovom priemysle, priemysle obnoviteľných zdrojov energie a leteckom priemysle. Naše portfólio zahŕňa kľúčové polytypy a dopovacie schémy – dusíkom dopovaný 4H (4H-N), vysoko čistý poloizolačný (HPSI), dusíkom dopovaný 3C (3C-N) a p-typ 4H/6H (4H/6H-P) – ponúkané v troch akostných stupňoch: SiC doštičkaPRIME (plne leštené substráty, akosti pre zariadenia), DUMMY (lapované alebo neleštené pre procesné skúšky) a RESEARCH (zákazkové epi vrstvy a dopovacie profily pre výskum a vývoj). Priemery SiC doštičiek sú 2″, 4″, 6″, 8″ a 12″, aby vyhovovali starším nástrojom aj pokročilým továrňam. Dodávame tiež monokryštalické gule a presne orientované zárodočné kryštály na podporu vlastného rastu kryštálov.

Naše 4H-N SiC doštičky sa vyznačujú hustotami nosičov náboja od 1×10¹⁶ do 1×10¹⁹ cm⁻³ a rezistivitou 0,01–10 Ω·cm, čo poskytuje vynikajúcu mobilitu elektrónov a prierazné polia nad 2 MV/cm – ideálne pre Schottkyho diódy, MOSFETy a JFETy. HPSI substráty prekračujú rezistivitu 1×10¹² Ω·cm s hustotami mikrotrubiek pod 0,1 cm⁻², čo zabezpečuje minimálny únik pre RF a mikrovlnné zariadenia. Kubický 3C-N, dostupný vo formátoch 2″ a 4″, umožňuje heteroepitaxiu na kremíku a podporuje nové fotonické a MEMS aplikácie. SiC doštičky typu P 4H/6H-P, dopované hliníkom na 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³, uľahčujú vytváranie doplnkových architektúr zariadení.

SiC doštičky PRIME prechádzajú chemicko-mechanickým leštením na drsnosť povrchu <0,2 nm RMS, celkovú variáciu hrúbky pod 3 µm a prehnutie <10 µm. Substráty DUMMY urýchľujú montážne a baliace testy, zatiaľ čo doštičky RESEARCH sa vyznačujú hrúbkou epi-vrstvy 2 – 30 µm a dopovaním na mieru. Všetky produkty sú certifikované röntgenovou difrakciou (krivka kývania <30 arcsec) a Ramanovou spektroskopiou, s elektrickými testami – Hallovými meraniami, C–V profilovaním a skenovaním mikrotrubiek – čo zabezpečuje súlad s normami JEDEC a SEMI.

Kryštály s priemerom do 150 mm sa pestujú metódami PVT a CVD s hustotou dislokácií pod 1×10³ cm⁻² a nízkym počtom mikrotrubiek. Zárodočné kryštály sa režú do 0,1° od osi c, aby sa zaručil reprodukovateľný rast a vysoký výťažok pri krájaní.

Kombináciou viacerých polytypov, variantov dopovania, stupňov kvality, veľkostí SiC doštičiek a vlastnej výroby kryštálov a semenných kryštálov naša platforma SiC substrátov zefektívňuje dodávateľské reťazce a urýchľuje vývoj zariadení pre elektrické vozidlá, inteligentné siete a aplikácie v náročných podmienkach.

Obrázok SiC doštičky

Dátový list 6-palcového SiC doštičky typu 4H-N

 

Dátový list 6-palcových SiC doštičiek
Parameter Podparameter Z-trieda Stupeň P Stupeň D
Priemer   149,5 – 150,0 mm 149,5 – 150,0 mm 149,5 – 150,0 mm
Hrúbka 4H‑N 350 µm ± 15 µm 350 µm ± 25 µm 350 µm ± 25 µm
Hrúbka 4H‑SI 500 µm ± 15 µm 500 µm ± 25 µm 500 µm ± 25 µm
Orientácia doštičky   Mimo osi: 4,0° smerom k <11-20> ±0,5° (4H-N); Na osi: <0001> ±0,5° (4H-SI) Mimo osi: 4,0° smerom k <11-20> ±0,5° (4H-N); Na osi: <0001> ±0,5° (4H-SI) Mimo osi: 4,0° smerom k <11-20> ±0,5° (4H-N); Na osi: <0001> ±0,5° (4H-SI)
Hustota mikrotrubiek 4H‑N ≤ 0,2 cm⁻² ≤ 2 cm⁻² ≤ 15 cm⁻²
Hustota mikrotrubiek 4H‑SI ≤ 1 cm⁻² ≤ 5 cm⁻² ≤ 15 cm⁻²
Odpor 4H‑N 0,015 – 0,024 Ω·cm 0,015 – 0,028 Ω·cm 0,015 – 0,028 Ω·cm
Odpor 4H‑SI ≥ 1×10¹⁰ Ω·cm ≥ 1×10⁵ Ω·cm  
Primárna orientácia bytu   [10-10] ± 5,0° [10-10] ± 5,0° [10-10] ± 5,0°
Primárna dĺžka plochého 4H‑N 47,5 mm ± 2,0 mm    
Primárna dĺžka plochého 4H‑SI Zárez    
Vylúčenie okrajov     3 mm  
Osnova/LTV/TTV/Luk   ≤2,5 µm / ≤6 µm / ≤25 µm / ≤35 µm ≤5 µm / ≤15 µm / ≤40 µm / ≤60 µm  
Drsnosť poľština Ra ≤ 1 nm    
Drsnosť CMP Ra ≤ 0,2 nm   Ra ≤ 0,5 nm
Trhliny na okrajoch   Žiadne   Kumulatívna dĺžka ≤ 20 mm, jednotlivá ≤ 2 mm
Šesťhranné dosky   Kumulatívna plocha ≤ 0,05 % Kumulatívna plocha ≤ 0,1 % Kumulatívna plocha ≤ 1 %
Polytypické oblasti   Žiadne Kumulatívna plocha ≤ 3 % Kumulatívna plocha ≤ 3 %
Uhlíkové inklúzie   Kumulatívna plocha ≤ 0,05 %   Kumulatívna plocha ≤ 3 %
Povrchové škrabance   Žiadne   Kumulatívna dĺžka ≤ 1 × priemer doštičky
Okrajové triesky   Nie je povolená šírka a hĺbka ≥ 0,2 mm   Až 7 triesok, každá s priemerom ≤ 1 mm
TSD (Vykĺbenie závitovej skrutky)   ≤ 500 cm⁻²   Neuvedené
BPD (dislokácia základnej roviny)   ≤ 1000 cm⁻²   Neuvedené
Povrchová kontaminácia   Žiadne    
Balenie   Kazeta s viacerými doštičkami alebo kontajner s jednou doštičkou Kazeta s viacerými doštičkami alebo kontajner s jednou doštičkou Kazeta s viacerými doštičkami alebo kontajner s jednou doštičkou

Dátový list 4-palcového SiC doštičky typu 4H-N

 

Dátový list 4-palcového SiC doštičky
Parameter Nulová produkcia MPD Štandardná výrobná trieda (trieda P) Dummy stupeň (stupeň D)
Priemer 99,5 mm – 100,0 mm
Hrúbka (4H-N) 350 µm ± 15 µm   350 µm ± 25 µm
Hrúbka (4H-Si) 500 µm ± 15 µm   500 µm ± 25 µm
Orientácia doštičky Mimo osi: 4,0° smerom k <1120> ±0,5° pre 4H-N; Na osi: <0001> ±0,5° pre 4H-Si    
Hustota mikrotrubiek (4H-N) ≤0,2 cm⁻² ≤2 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Hustota mikrotrubiek (4H-Si) ≤1 cm⁻² ≤5 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Merný odpor (4H-N)   0,015 – 0,024 Ω·cm 0,015 – 0,028 Ω·cm
Rezistivita (4H-Si) ≥1E10 Ω·cm   ≥1E5 Ω·cm
Primárna orientácia bytu   [10-10] ±5,0°  
Primárna dĺžka plochého   32,5 mm ±2,0 mm  
Dĺžka sekundárneho plochého povrchu   18,0 mm ±2,0 mm  
Orientácia sekundárneho bytu   Silikónová strana nahor: 90° v smere hodinových ručičiek od primárnej roviny ±5,0°  
Vylúčenie okrajov   3 mm  
LTV/TTV/Bow Warp ≤2,5 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm   ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm
Drsnosť Leštenie Ra ≤1 nm; CMP Ra ≤0,2 nm   Ra ≤0,5 nm
Okrajové trhliny vyžarované svetlom s vysokou intenzitou Žiadne Žiadne Kumulatívna dĺžka ≤10 mm; jednotlivá dĺžka ≤2 mm
Šesťhranné dosky s vysokou intenzitou svetla Kumulatívna plocha ≤0,05 % Kumulatívna plocha ≤0,05 % Kumulatívna plocha ≤0,1%
Polytypické oblasti osvetlené svetlom s vysokou intenzitou Žiadne   Kumulatívna plocha ≤3%
Vizuálne uhlíkové inklúzie Kumulatívna plocha ≤0,05 %   Kumulatívna plocha ≤3%
Škrabance na povrchu kremíka spôsobené svetlom s vysokou intenzitou Žiadne   Kumulatívna dĺžka ≤1 priemer doštičky
Okrajové triesky od vysoko intenzívneho svetla Nie je povolená šírka a hĺbka ≥0,2 mm   5 povolených, ≤1 mm každý
Kontaminácia povrchu kremíka vysokointenzívnym svetlom Žiadne    
Vykĺbenie závitovej skrutky ≤500 cm⁻² Neuvedené  
Balenie Kazeta s viacerými doštičkami alebo kontajner s jednou doštičkou Kazeta s viacerými doštičkami alebo kontajner s jednou doštičkou Kazeta s viacerými doštičkami alebo kontajner s jednou doštičkou

Dátový list 4-palcového SiC doštičky typu HPSI

 

Dátový list 4-palcového SiC doštičky typu HPSI
Parameter Nulový MPD výrobný stupeň (stupeň Z) Štandardná výrobná trieda (trieda P) Dummy stupeň (stupeň D)
Priemer   99,5 – 100,0 mm  
Hrúbka (4H-Si) 500 µm ±20 µm   500 µm ±25 µm
Orientácia doštičky Mimo osi: 4,0° smerom k <11-20> ±0,5° pre 4H-N; Na osi: <0001> ±0,5° pre 4H-Si
Hustota mikrotrubiek (4H-Si) ≤1 cm⁻² ≤5 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Rezistivita (4H-Si) ≥1E9 Ω·cm   ≥1E5 Ω·cm
Primárna orientácia bytu (10-10) ±5,0°
Primárna dĺžka plochého 32,5 mm ±2,0 mm
Dĺžka sekundárneho plochého povrchu 18,0 mm ±2,0 mm
Orientácia sekundárneho bytu Silikónová strana nahor: 90° v smere hodinových ručičiek od primárnej roviny ±5,0°
Vylúčenie okrajov   3 mm  
LTV/TTV/Bow Warp ≤3 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm   ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm
Drsnosť (plocha C) poľština Ra ≤1 nm  
Drsnosť (plocha Si) CMP Ra ≤0,2 nm Ra ≤0,5 nm
Okrajové trhliny vyžarované svetlom s vysokou intenzitou Žiadne   Kumulatívna dĺžka ≤10 mm; jednotlivá dĺžka ≤2 mm
Šesťhranné dosky s vysokou intenzitou svetla Kumulatívna plocha ≤0,05 % Kumulatívna plocha ≤0,05 % Kumulatívna plocha ≤0,1%
Polytypické oblasti osvetlené svetlom s vysokou intenzitou Žiadne   Kumulatívna plocha ≤3%
Vizuálne uhlíkové inklúzie Kumulatívna plocha ≤0,05 %   Kumulatívna plocha ≤3%
Škrabance na povrchu kremíka spôsobené svetlom s vysokou intenzitou Žiadne   Kumulatívna dĺžka ≤1 priemer doštičky
Okrajové triesky od vysoko intenzívneho svetla Nie je povolená šírka a hĺbka ≥0,2 mm   5 povolených, ≤1 mm každý
Kontaminácia povrchu kremíka vysokointenzívnym svetlom Žiadne   Žiadne
Vykĺbenie závitovej skrutky ≤500 cm⁻² Neuvedené  
Balenie   Kazeta s viacerými doštičkami alebo kontajner s jednou doštičkou  

Aplikácia SiC doštičiek

 

  • Výkonové moduly SiC Wafer pre invertory pre elektromobily
    MOSFETy a diódy na báze SiC doštičiek, postavené na vysokokvalitných SiC doštičkových substrátoch, poskytujú ultra nízke straty pri spínaní. Vďaka využitiu technológie SiC doštičiek tieto výkonové moduly pracujú pri vyšších napätiach a teplotách, čo umožňuje efektívnejšie trakčné meniče. Integrácia SiC doštičkových čipov do výkonových stupňov znižuje požiadavky na chladenie a zastavanú plochu, čím ukazuje plný potenciál inovácií SiC doštičiek.

  • Vysokofrekvenčné RF a 5G zariadenia na SiC doštičke
    VF zosilňovače a prepínače vyrobené na poloizolačných platformách z SiC doštičiek vykazujú vynikajúcu tepelnú vodivosť a prierazné napätie. Substrát SiC doštičiek minimalizuje dielektrické straty pri frekvenciách GHz, zatiaľ čo pevnosť materiálu SiC doštičiek umožňuje stabilnú prevádzku pri vysokom výkone a vysokých teplotách, vďaka čomu sú SiC doštičky preferovaným substrátom pre základňové stanice 5G novej generácie a radarové systémy.

  • Optoelektronické a LED substráty z SiC doštičiek
    Modré a UV LED diódy vypestované na substrátoch SiC doštičiek profitujú z vynikajúceho prispôsobenia mriežky a odvodu tepla. Použitie leštenej C-plochy SiC zaisťuje rovnomerné epitaxné vrstvy, zatiaľ čo inherentná tvrdosť SiC doštičky umožňuje jemné stenčovanie doštičky a spoľahlivé balenie zariadení. Vďaka tomu je SiC doštička ideálnou platformou pre aplikácie s vysokovýkonnými LED diódami s dlhou životnosťou.

Otázky a odpovede ohľadom SiC doštičiek

1. Otázka: Ako sa vyrábajú SiC doštičky?


A:

Vyrobené SiC doštičkyPodrobné kroky

  1. SiC doštičkyPríprava surovín

    • Použite prášok SiC triedy ≥5N (nečistoty ≤1 ppm).
    • Preosejte a predpečte, aby ste odstránili zvyškový uhlík alebo dusíkaté zlúčeniny.

  1. SiCPríprava zárodočných kryštálov

    • Vezmite kúsok monokryštálu 4H-SiC a narežte ho pozdĺž orientácie 〈0001〉 na plochu ~10 × 10 mm².

    • Presné leštenie na Ra ≤ 0,1 nm a označenie orientácie kryštálov.

  2. SiCPVT rast (fyzikálny transport pár)

    • Naplňte grafitový téglik: spodok práškom SiC, vrch zárodočným kryštálom.

    • Evakuujte na 10⁻³–10⁻⁵ Torr alebo zasypte vysoko čistým héliom pri tlaku 1 atm.

    • Zdrojovú zónu zahrejte na 2100 – 2300 ℃, zónu semien udržiavajte o 100 – 150 ℃ chladnejšiu.

    • Regulujte rýchlosť rastu na 1 – 5 mm/h, aby ste vyvážili kvalitu a priepustnosť.

  3. SiCŽíhanie ingotov

    • Žíhajte vypestovaný ingot SiC pri teplote 1600 – 1800 ℃ počas 4 – 8 hodín.

    • Účel: zmierniť tepelné namáhanie a znížiť hustotu dislokácií.

  4. SiCKrájanie oblátok

    • Na narezanie ingotu na plátky s hrúbkou 0,5 – 1 mm použite diamantovú drôtovú pílu.

    • Minimalizujte vibrácie a bočnú silu, aby ste predišli mikrotrhlinám.

  5. SiCOblátkaBrúsenie a leštenie

    • Hrubé mletiena odstránenie poškodenia pílením (drsnosť ~10–30 µm).

    • Jemné mletiena dosiahnutie rovinnosti ≤5 µm.

    • Chemicko-mechanické leštenie (CMP)na dosiahnutie zrkadlového povrchu (Ra ≤ 0,2 nm).

  6. SiCOblátkaČistenie a kontrola

    • Ultrazvukové čisteniev roztoku Piranha (H2SO4:H2O2), DI vode, potom IPA.

    • XRD/Ramanova spektroskopiana potvrdenie polytypu (4H, 6H, 3C).

    • Interferometriana meranie rovinnosti (<5 µm) a deformácie (<20 µm).

    • Štvorbodová sondana testovanie merného odporu (napr. HPSI ≥10⁹ Ω·cm).

    • Kontrola chýbpod polarizačným svetelným mikroskopom a testom na poškriabanie.

  7. SiCOblátkaKlasifikácia a triedenie

    • Triediť doštičky podľa polytypu a elektrického typu:

      • 4H-SiC N-typ (4H-N): koncentrácia nosičov 10¹⁶–10¹⁸ cm⁻³

      • 4H-SiC vysoko čistý poloizolačný materiál (4H-HPSI): merný odpor ≥10⁹ Ω·cm

      • 6H-SiC N-typu (6H-N)

      • Ostatné: 3C-SiC, typ P atď.

  8. SiCOblátkaBalenie a preprava

    • Vložte do čistých a bezprašných krabíc na oblátky.

    • Každú škatuľu označte priemerom, hrúbkou, polytypom, stupňom odporu a číslom šarže.

      SiC doštičky

2. Otázka: Aké sú kľúčové výhody SiC doštičiek oproti kremíkovým doštičkám?


A: V porovnaní s kremíkovými doštičkami umožňujú doštičky SiC:

  • Prevádzka s vyšším napätím(> 1 200 V) s nižším odporom v zapnutom stave.

  • Vyššia teplotná stabilita(>300 °C) a vylepšeným tepelným manažmentom.

  • Rýchlejšie prepínacie rýchlostis nižšími stratami pri spínaní, čím sa znižuje chladenie na úrovni systému a veľkosť výkonových meničov.

4. Otázka: Aké bežné chyby ovplyvňujú výťažnosť a výkon SiC doštičiek?


A: Medzi primárne defekty v SiC doštičkách patria mikrotrubice, dislokácie bazálnej roviny (BPD) a povrchové škrabance. Mikrotrubice môžu spôsobiť katastrofické zlyhanie zariadenia; BPD časom zvyšujú odpor; a povrchové škrabance vedú k rozbitiu doštičky alebo slabému epitaxnému rastu. Pre maximalizáciu výťažnosti SiC doštičiek je preto nevyhnutná dôkladná kontrola a zmiernenie defektov.

Čas uverejnenia: 30. júna 2025
Stlačte Enter pre vyhľadávanie alebo ESC pre zatvorenie