Monocristal conductor de SiC de 6 pulgadas sobre sustrato compuesto de SiC policristalino Diámetro 150 mm Tipo P Tipo N

Imagen destacada de un solo cristal conductor de SiC de 6 pulgadas sobre sustrato compuesto de SiC policristalino Diámetro 150 mm Tipo P Tipo N

Descripción breve:

El sustrato compuesto de SiC monocristalino conductor de 6 pulgadas sobre SiC policristalino representa una innovadora solución de carburo de silicio (SiC) diseñada para dispositivos electrónicos de alta potencia, alta temperatura y alta frecuencia. Este sustrato presenta una capa activa de SiC monocristalino unida a una base de SiC policristalino mediante procesos especializados, combinando las propiedades eléctricas superiores del SiC monocristalino con las ventajas de costo del SiC policristalino.
En comparación con los sustratos de SiC monocristalino convencionales, el SiC monocristalino conductor de 15 cm sobre un sustrato compuesto de SiC policristalino mantiene una alta movilidad electrónica y resistencia a alto voltaje, a la vez que reduce significativamente los costos de fabricación. Su tamaño de oblea de 15 cm (150 mm) garantiza la compatibilidad con las líneas de producción de semiconductores existentes, lo que permite una fabricación escalable. Además, su diseño conductor permite su uso directo en la fabricación de dispositivos de potencia (p. ej., MOSFET, diodos), eliminando la necesidad de procesos de dopaje adicionales y simplificando los flujos de trabajo de producción.

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Detalle del producto

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Parámetros técnicos

Tamaño:	6 pulgada
Diámetro:	150 milímetros
Espesor:	400-500 micras
Parámetros de la película de SiC monocristalino
Politipo:	4H-SiC o 6H-SiC
Concentración de dopaje:	1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³
Espesor:	5-20 micras
Resistencia de la lámina:	10-1000 Ω/cuadrado
Movilidad electrónica:	800-1200 cm²/Vs
Movilidad del agujero:	100-300 cm²/Vs
Parámetros de la capa amortiguadora de SiC policristalino
Espesor:	50-300 micras
Conductividad térmica:	150-300 W/m·K
Parámetros del sustrato de SiC monocristalino
Politipo:	4H-SiC o 6H-SiC
Concentración de dopaje:	1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³
Espesor:	300-500 micras
Tamaño del grano:	> 1 mm
Rugosidad de la superficie:	< 0,3 mm RMS
Propiedades mecánicas y eléctricas
Dureza:	9-10 escalas de Mohs
Resistencia a la compresión:	3-4 GPa
Resistencia a la tracción:	0,3-0,5 GPa
Intensidad del campo de ruptura:	> 2 MV/cm
Tolerancia total a la dosis:	> 10 Mrad
Resistencia al efecto de evento único:	> 100 MeV·cm²/mg
Conductividad térmica:	150-380 W/m·K
Rango de temperatura de funcionamiento:	-55 a 600°C

Características clave

El sustrato compuesto de SiC monocristalino conductor de 6 pulgadas sobre SiC policristalino ofrece un equilibrio único entre estructura y rendimiento del material, lo que lo hace adecuado para entornos industriales exigentes:

1. Rentabilidad: La base de SiC policristalino reduce sustancialmente los costos en comparación con el SiC monocristalino completo, mientras que la capa activa de SiC monocristalino garantiza un rendimiento de nivel de dispositivo, ideal para aplicaciones sensibles a los costos.

2. Propiedades eléctricas excepcionales: La capa de SiC monocristalino exhibe una alta movilidad de portadores (>500 cm²/V·s) y una baja densidad de defectos, lo que favorece el funcionamiento de dispositivos de alta frecuencia y alta potencia.

3. Estabilidad a altas temperaturas: la resistencia inherente a altas temperaturas del SiC (>600 °C) garantiza que el sustrato compuesto permanezca estable en condiciones extremas, lo que lo hace adecuado para vehículos eléctricos y aplicaciones de motores industriales.

Tamaño de oblea estandarizado de 4,6 pulgadas: en comparación con los sustratos de SiC tradicionales de 4 pulgadas, el formato de 6 pulgadas aumenta el rendimiento del chip en más del 30%, lo que reduce los costos por unidad del dispositivo.

5. Diseño conductor: Las capas tipo N o tipo P predopadas minimizan los pasos de implantación de iones en la fabricación del dispositivo, lo que mejora la eficiencia y el rendimiento de la producción.

6. Gestión térmica superior: la conductividad térmica de la base de SiC policristalino (~120 W/m·K) se aproxima a la del SiC monocristalino, abordando eficazmente los desafíos de disipación de calor en dispositivos de alta potencia.

Estas características posicionan al sustrato compuesto de SiC monocristalino conductor de 6 pulgadas sobre SiC policristalino como una solución competitiva para industrias como la energía renovable, el transporte ferroviario y la industria aeroespacial.

Aplicaciones principales

El sustrato compuesto de SiC monocristalino conductor de 6 pulgadas sobre SiC policristalino se ha implementado con éxito en varios campos de alta demanda:
1. Sistemas de propulsión de vehículos eléctricos: se utilizan en diodos y MOSFET de SiC de alto voltaje para mejorar la eficiencia del inversor y ampliar la autonomía de la batería (por ejemplo, modelos Tesla, BYD).

2. Accionamientos de motores industriales: Permite módulos de potencia de alta temperatura y alta frecuencia de conmutación, lo que reduce el consumo de energía en maquinaria pesada y turbinas eólicas.

3. Inversores fotovoltaicos: Los dispositivos de SiC mejoran la eficiencia de conversión solar (>99%), mientras que el sustrato compuesto reduce aún más los costos del sistema.

4. Transporte ferroviario: se aplica en convertidores de tracción para sistemas ferroviarios y de metro de alta velocidad, ofreciendo resistencia de alto voltaje (>1700 V) y factores de forma compactos.

5.Aeroespacial: Ideal para sistemas de energía satelital y circuitos de control de motores de aeronaves, capaz de soportar temperaturas extremas y radiación.

En la fabricación práctica, el sustrato compuesto de SiC monocristalino conductor de 6 pulgadas sobre SiC policristalino es totalmente compatible con los procesos de dispositivos de SiC estándar (por ejemplo, litografía, grabado), por lo que no requiere inversión de capital adicional.

Servicios XKH

XKH brinda soporte integral para el sustrato compuesto de SiC monocristalino conductor de 6 pulgadas sobre SiC policristalino, abarcando desde I+D hasta la producción en masa:

1. Personalización: Espesor de capa monocristalina ajustable (5–100 μm), concentración de dopaje (1e15–1e19 cm⁻³) y orientación del cristal (4H/6H-SiC) para satisfacer diversos requisitos del dispositivo.

2. Procesamiento de obleas: suministro a granel de sustratos de 6 pulgadas con servicios de adelgazamiento de la parte posterior y metalización para integración plug-and-play.

3. Validación técnica: incluye análisis de cristalinidad XRD, pruebas de efecto Hall y medición de resistencia térmica para acelerar la calificación del material.

4. Prototipado rápido: muestras de 2 a 4 pulgadas (mismo proceso) para que las instituciones de investigación aceleren los ciclos de desarrollo.

5. Análisis y optimización de fallas: soluciones a nivel de material para desafíos de procesamiento (por ejemplo, defectos de la capa epitaxial).

Nuestra misión es establecer el sustrato compuesto de SiC monocristalino conductor de 6 pulgadas sobre SiC policristalino como la solución de costo-rendimiento preferida para la electrónica de potencia de SiC, ofreciendo soporte integral desde la creación de prototipos hasta la producción en volumen.

Conclusión

El sustrato compuesto de SiC monocristalino conductor de 6 pulgadas sobre SiC policristalino logra un equilibrio revolucionario entre rendimiento y coste gracias a su innovadora estructura híbrida mono/policristalina. Con la proliferación de vehículos eléctricos y el avance de la Industria 4.0, este sustrato proporciona una base material fiable para la electrónica de potencia de próxima generación. XKH agradece las colaboraciones para explorar aún más el potencial de la tecnología de SiC.