Resumen de la oblea de SiC
Obleas de carburo de silicio (SiC)Se han convertido en el sustrato predilecto para la electrónica de alta potencia, alta frecuencia y alta temperatura en los sectores de la automoción, las energías renovables y la aeroespacial. Nuestro portafolio abarca politipos y esquemas de dopaje clave: 4H dopado con nitrógeno (4H-N), semiaislante de alta pureza (HPSI), 3C dopado con nitrógeno (3C-N) y 4H/6H tipo p (4H/6H-P), disponibles en tres grados de calidad: PRIME (sustratos totalmente pulidos para dispositivos), DUMMY (lapeados o sin pulir para ensayos de proceso) y RESEARCH (capas epi personalizadas y perfiles de dopaje para I+D). Los diámetros de las obleas abarcan 2″, 4″, 6″, 8″ y 12″, adaptándose tanto a herramientas tradicionales como a plantas de fabricación avanzadas. También suministramos boules monocristalinos y cristales semilla con orientación precisa para facilitar el crecimiento de cristales en nuestras instalaciones.
Nuestras obleas de 4H-N presentan densidades de portadores de 1×10¹⁶ a 1×10¹⁹ cm⁻³ y resistividades de 0,01–10 Ω·cm, lo que proporciona una excelente movilidad electrónica y campos de ruptura superiores a 2 MV/cm, ideales para diodos Schottky, MOSFET y JFET. Los sustratos HPSI superan 1×10¹² Ω·cm de resistividad con densidades de microtubos inferiores a 0,1 cm⁻², lo que garantiza una fuga mínima para dispositivos de RF y microondas. El 3C-N cúbico, disponible en formatos de 2″ y 4″, permite la heteroepitaxia en silicio y es compatible con nuevas aplicaciones fotónicas y MEMS. Las obleas 4H/6H-P de tipo P, dopadas con aluminio a 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³, facilitan arquitecturas de dispositivos complementarios.
Las obleas de SiC PRIME se someten a un pulido químico-mecánico para alcanzar una rugosidad superficial RMS <0,2 nm, una variación total del espesor inferior a 3 µm y una curvatura <10 µm. Los sustratos DUMMY aceleran las pruebas de ensamblaje y empaquetado, mientras que las obleas RESEARCH presentan espesores de capa epi de 2-30 µm y dopaje a medida. Todos los productos están certificados por difracción de rayos X (curva de oscilación <30 arcsec) y espectroscopía Raman, con pruebas eléctricas (mediciones Hall, perfilado C-V y escaneo de microtubos), lo que garantiza la conformidad con JEDEC y SEMI.
Se cultivan bolas de hasta 150 mm de diámetro mediante PVT y CVD, con densidades de dislocación inferiores a 1×10³ cm⁻² y un bajo número de microtubos. Los cristales semilla se cortan a 0,1° del eje c para garantizar un crecimiento reproducible y un alto rendimiento de corte.
Al combinar múltiples politipos, variantes de dopaje, grados de calidad, tamaños de obleas de SiC y producción interna de bolas y cristales semilla, nuestra plataforma de sustrato de SiC agiliza las cadenas de suministro y acelera el desarrollo de dispositivos para vehículos eléctricos, redes inteligentes y aplicaciones en entornos hostiles.
Resumen de la oblea de SiC
Obleas de carburo de silicio (SiC)Se han convertido en el sustrato de SiC predilecto para la electrónica de alta potencia, alta frecuencia y alta temperatura en los sectores de la automoción, las energías renovables y la aeroespacial. Nuestra cartera abarca politipos y esquemas de dopaje clave: 4H dopado con nitrógeno (4H-N), semiaislante de alta pureza (HPSI), 3C dopado con nitrógeno (3C-N) y 4H/6H tipo p (4H/6H-P), disponibles en tres grados de calidad: oblea de SiC.PRIME (sustratos totalmente pulidos de grado dispositivo), DUMMY (lapeados o sin pulir para ensayos de proceso) e INVESTIGACIÓN (capas de epi personalizadas y perfiles de dopaje para I+D). Los diámetros de las obleas de SiC abarcan 2″, 4″, 6″, 8″ y 12″, adaptándose tanto a herramientas tradicionales como a plantas de fabricación avanzadas. También suministramos bultos monocristalinos y cristales semilla con orientación precisa para facilitar el crecimiento de cristales en nuestras instalaciones.
Nuestras obleas de SiC 4H-N presentan densidades de portadores de 1×10¹⁶ a 1×10¹⁹ cm⁻³ y resistividades de 0,01–10 Ω·cm, lo que proporciona una excelente movilidad electrónica y campos de ruptura superiores a 2 MV/cm, ideales para diodos Schottky, MOSFET y JFET. Los sustratos HPSI superan 1×10¹² Ω·cm de resistividad con densidades de microtubos inferiores a 0,1 cm⁻², lo que garantiza una fuga mínima para dispositivos de RF y microondas. El 3C-N cúbico, disponible en formatos de 2″ y 4″, permite la heteroepitaxia en silicio y es compatible con nuevas aplicaciones fotónicas y MEMS. Las obleas de SiC tipo P 4H/6H-P, dopadas con aluminio a 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³, facilitan arquitecturas de dispositivos complementarios.
Las obleas PRIME de SiC se someten a un pulido químico-mecánico para alcanzar una rugosidad superficial de <0,2 nm RMS, una variación total del espesor inferior a 3 µm y una curvatura de <10 µm. Los sustratos DUMMY aceleran las pruebas de ensamblaje y empaquetado, mientras que las obleas RESEARCH presentan espesores de capa epi de 2-30 µm y dopaje a medida. Todos los productos están certificados por difracción de rayos X (curva de oscilación <30 arcsec) y espectroscopía Raman, con pruebas eléctricas (mediciones Hall, perfilado C-V y escaneo de microtubos), lo que garantiza la conformidad con JEDEC y SEMI.
Se cultivan bolas de hasta 150 mm de diámetro mediante PVT y CVD, con densidades de dislocación inferiores a 1×10³ cm⁻² y un bajo número de microtubos. Los cristales semilla se cortan a 0,1° del eje c para garantizar un crecimiento reproducible y un alto rendimiento de corte.
Al combinar múltiples politipos, variantes de dopaje, grados de calidad, tamaños de obleas de SiC y producción interna de bolas y cristales semilla, nuestra plataforma de sustrato de SiC agiliza las cadenas de suministro y acelera el desarrollo de dispositivos para vehículos eléctricos, redes inteligentes y aplicaciones en entornos hostiles.
Imagen de una oblea de SiC
Hoja de datos de la oblea de SiC tipo 4H-N de 6 pulgadas
| Hoja de datos de obleas de SiC de 6 pulgadas | ||||
| Parámetro | Subparámetro | Grado Z | Grado P | Grado D |
| Diámetro | 149,5–150,0 milímetros | 149,5–150,0 milímetros | 149,5–150,0 milímetros | |
| Espesor | 4H‑N | 350 µm ± 15 µm | 350 µm ± 25 µm | 350 µm ± 25 µm |
| Espesor | 4H‑SI | 500 µm ± 15 µm | 500 µm ± 25 µm | 500 µm ± 25 µm |
| Orientación de las obleas | Fuera del eje: 4,0° hacia <11-20> ±0,5° (4H-N); En el eje: <0001> ±0,5° (4H-SI) | Fuera del eje: 4,0° hacia <11-20> ±0,5° (4H-N); En el eje: <0001> ±0,5° (4H-SI) | Fuera del eje: 4,0° hacia <11-20> ±0,5° (4H-N); En el eje: <0001> ±0,5° (4H-SI) | |
| Densidad de microtubos | 4H‑N | ≤ 0,2 cm⁻² | ≤ 2 cm⁻² | ≤ 15 cm⁻² |
| Densidad de microtubos | 4H‑SI | ≤ 1 cm⁻² | ≤ 5 cm⁻² | ≤ 15 cm⁻² |
| Resistividad | 4H‑N | 0,015–0,024 Ω·cm | 0,015–0,028 Ω·cm | 0,015–0,028 Ω·cm |
| Resistividad | 4H‑SI | ≥ 1×10¹⁰ Ω·cm | ≥ 1×10⁵ Ω·cm | |
| Orientación plana primaria | [10-10] ± 5,0° | [10-10] ± 5,0° | [10-10] ± 5,0° | |
| Longitud plana primaria | 4H‑N | 47,5 mm ± 2,0 mm | ||
| Longitud plana primaria | 4H‑SI | Muesca | ||
| Exclusión de bordes | 3 milímetros | |||
| Urdimbre/LTV/TTV/Arco | ≤2,5 µm / ≤6 µm / ≤25 µm / ≤35 µm | ≤5 µm / ≤15 µm / ≤40 µm / ≤60 µm | ||
| Aspereza | Polaco | Ra ≤ 1 nm | ||
| Aspereza | CMP | Ra ≤ 0,2 nm | Ra ≤ 0,5 nm | |
| Grietas en los bordes | Ninguno | Longitud acumulada ≤ 20 mm, única ≤ 2 mm | ||
| Placas hexagonales | Área acumulada ≤ 0,05% | Área acumulada ≤ 0,1% | Área acumulada ≤ 1% | |
| Áreas de politipo | Ninguno | Área acumulada ≤ 3% | Área acumulada ≤ 3% | |
| Inclusiones de carbono | Área acumulada ≤ 0,05% | Área acumulada ≤ 3% | ||
| Arañazos superficiales | Ninguno | Longitud acumulada ≤ 1 × diámetro de la oblea | ||
| Fichas de borde | No se permite ninguno ≥ 0,2 mm de ancho y profundidad | Hasta 7 chips, ≤ 1 mm cada uno | ||
| TSD (Dislocación del tornillo de rosca) | ≤ 500 cm⁻² | N / A | ||
| BPD (Dislocación del plano base) | ≤ 1000 cm⁻² | N / A | ||
| Contaminación de la superficie | Ninguno | |||
| Embalaje | Casete de múltiples obleas o contenedor de una sola oblea | Casete de múltiples obleas o contenedor de una sola oblea | Casete de múltiples obleas o contenedor de una sola oblea | |
Hoja de datos de la oblea de SiC tipo 4H-N de 4 pulgadas
| Hoja de datos de la oblea de SiC de 4 pulgadas | |||
| Parámetro | Producción cero de MPD | Grado de producción estándar (Grado P) | Grado ficticio (Grado D) |
| Diámetro | 99,5 mm–100,0 mm | ||
| Espesor (4H-N) | 350 µm ± 15 µm | 350 µm ± 25 µm | |
| Espesor (4H-Si) | 500 µm ± 15 µm | 500 µm ± 25 µm | |
| Orientación de las obleas | Fuera del eje: 4,0° hacia <1120> ±0,5° para 4H-N; En el eje: <0001> ±0,5° para 4H-Si | ||
| Densidad de micropipe (4H-N) | ≤0,2 cm⁻² | ≤2 cm⁻² | ≤15 cm⁻² |
| Densidad de microtubos (4H-Si) | ≤1 cm⁻² | ≤5 cm⁻² | ≤15 cm⁻² |
| Resistividad (4H-N) | 0,015–0,024 Ω·cm | 0,015–0,028 Ω·cm | |
| Resistividad (4H-Si) | ≥1E10 Ω·cm | ≥1E5 Ω·cm | |
| Orientación plana primaria | [10-10] ±5,0° | ||
| Longitud plana primaria | 32,5 mm ±2,0 mm | ||
| Longitud plana secundaria | 18,0 mm ±2,0 mm | ||
| Orientación plana secundaria | Cara de silicio hacia arriba: 90° CW desde el plano principal ±5,0° | ||
| Exclusión de bordes | 3 milímetros | ||
| LTV/TTV/Urdimbre de arco | ≤2,5 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm | ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm | |
| Aspereza | Polaco Ra ≤1 nm; CMP Ra ≤0,2 nm | Ra ≤0,5 nm | |
| Grietas en los bordes por luz de alta intensidad | Ninguno | Ninguno | Longitud acumulada ≤10 mm; longitud única ≤2 mm |
| Placas hexagonales de luz de alta intensidad | Área acumulada ≤0,05% | Área acumulada ≤0,05% | Área acumulada ≤0,1% |
| Áreas de politipos mediante luz de alta intensidad | Ninguno | Área acumulada ≤3% | |
| Inclusiones visuales de carbono | Área acumulada ≤0,05% | Área acumulada ≤3% | |
| Rayaduras en la superficie de silicio causadas por luz de alta intensidad | Ninguno | Longitud acumulada ≤1 diámetro de la oblea | |
| Chips de borde con luz de alta intensidad | No se permite ninguno ≥0,2 mm de ancho y profundidad | Se permiten 5, ≤1 mm cada uno | |
| Contaminación de la superficie de silicio por luz de alta intensidad | Ninguno | ||
| Dislocación del tornillo de rosca | ≤500 cm⁻² | N / A | |
| Embalaje | Casete de múltiples obleas o contenedor de una sola oblea | Casete de múltiples obleas o contenedor de una sola oblea | Casete de múltiples obleas o contenedor de una sola oblea |
Hoja de datos de la oblea de SiC tipo HPSI de 4 pulgadas
| Hoja de datos de la oblea de SiC tipo HPSI de 4 pulgadas | |||
| Parámetro | Grado de producción de MPD cero (grado Z) | Grado de producción estándar (Grado P) | Grado ficticio (Grado D) |
| Diámetro | 99,5–100,0 mm | ||
| Espesor (4H-Si) | 500 µm ±20 µm | 500 µm ±25 µm | |
| Orientación de las obleas | Fuera del eje: 4,0° hacia <11-20> ±0,5° para 4H-N; En el eje: <0001> ±0,5° para 4H-Si | ||
| Densidad de microtubos (4H-Si) | ≤1 cm⁻² | ≤5 cm⁻² | ≤15 cm⁻² |
| Resistividad (4H-Si) | ≥1E9 Ω·cm | ≥1E5 Ω·cm | |
| Orientación plana primaria | (10-10) ±5,0° | ||
| Longitud plana primaria | 32,5 mm ±2,0 mm | ||
| Longitud plana secundaria | 18,0 mm ±2,0 mm | ||
| Orientación plana secundaria | Cara de silicio hacia arriba: 90° CW desde el plano principal ±5,0° | ||
| Exclusión de bordes | 3 milímetros | ||
| LTV/TTV/Urdimbre de arco | ≤3 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm | ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm | |
| Rugosidad (cara C) | Polaco | Ra ≤1 nm | |
| Rugosidad (cara Si) | CMP | Ra ≤0,2 nm | Ra ≤0,5 nm |
| Grietas en los bordes por luz de alta intensidad | Ninguno | Longitud acumulada ≤10 mm; longitud única ≤2 mm | |
| Placas hexagonales de luz de alta intensidad | Área acumulada ≤0,05% | Área acumulada ≤0,05% | Área acumulada ≤0,1% |
| Áreas de politipos mediante luz de alta intensidad | Ninguno | Área acumulada ≤3% | |
| Inclusiones visuales de carbono | Área acumulada ≤0,05% | Área acumulada ≤3% | |
| Rayaduras en la superficie de silicio causadas por luz de alta intensidad | Ninguno | Longitud acumulada ≤1 diámetro de la oblea | |
| Chips de borde con luz de alta intensidad | No se permite ninguno ≥0,2 mm de ancho y profundidad | Se permiten 5, ≤1 mm cada uno | |
| Contaminación de la superficie de silicio por luz de alta intensidad | Ninguno | Ninguno | |
| Dislocación del tornillo de rosca | ≤500 cm⁻² | N / A | |
| Embalaje | Casete de múltiples obleas o contenedor de una sola oblea | ||
Aplicación de las obleas de SiC
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Módulos de potencia de obleas de SiC para inversores de vehículos eléctricos
Los MOSFET y diodos basados en obleas de SiC, fabricados sobre sustratos de obleas de SiC de alta calidad, ofrecen pérdidas de conmutación ultrabajas. Al aprovechar la tecnología de obleas de SiC, estos módulos de potencia operan a voltajes y temperaturas más altos, lo que permite inversores de tracción más eficientes. La integración de matrices de obleas de SiC en las etapas de potencia reduce los requisitos de refrigeración y el espacio ocupado, demostrando así todo el potencial de la innovación en obleas de SiC. -
Dispositivos RF y 5G de alta frecuencia en oblea de SiC
Los amplificadores y conmutadores de RF fabricados en plataformas de obleas de SiC semiaislantes presentan una conductividad térmica y una tensión de ruptura superiores. El sustrato de la oblea de SiC minimiza las pérdidas dieléctricas a frecuencias de GHz, mientras que su resistencia permite un funcionamiento estable en condiciones de alta potencia y alta temperatura, lo que la convierte en el sustrato predilecto para estaciones base 5G y sistemas de radar de próxima generación. -
Sustratos optoelectrónicos y LED a partir de obleas de SiC
Los LED azules y UV desarrollados sobre sustratos de obleas de SiC se benefician de una excelente adaptación de red y disipación térmica. El uso de una oblea de SiC con cara C pulida garantiza capas epitaxiales uniformes, mientras que la dureza inherente de la oblea de SiC permite un adelgazamiento fino y un empaquetado fiable del dispositivo. Esto convierte a la oblea de SiC en la plataforma ideal para aplicaciones LED de alta potencia y larga vida útil.
Preguntas y respuestas sobre las obleas de SiC
1. P: ¿Cómo se fabrican las obleas de SiC?
A:
obleas de SiC fabricadasPasos detallados
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obleas de SiCPreparación de materia prima
- Utilice polvo de SiC de grado ≥5N (impurezas ≤1 ppm).
- Tamizar y prehornear para eliminar compuestos residuales de carbono o nitrógeno.
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SicPreparación de cristales semilla
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Tome un trozo de monocristal 4H-SiC y córtelo a lo largo de la orientación 〈0001〉 a ~10 × 10 mm².
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Pulido de precisión a Ra ≤0,1 nm y marca la orientación del cristal.
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SicCrecimiento de PVT (Transporte físico de vapor)
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Cargue el crisol de grafito: parte inferior con polvo de SiC y parte superior con cristal semilla.
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Evacuar a 10⁻³–10⁻⁵ Torr o rellenar con helio de alta pureza a 1 atm.
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Zona de fuente de calor a 2100–2300 ℃, mantener zona de semillas 100–150 ℃ más fría.
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Controle la tasa de crecimiento a 1–5 mm/h para equilibrar la calidad y el rendimiento.
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SicRecocido de lingotes
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Recocer el lingote de SiC recién desarrollado a 1600–1800 ℃ durante 4–8 horas.
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Objetivo: aliviar tensiones térmicas y reducir la densidad de dislocaciones.
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SicRebanado de obleas
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Utilice una sierra de hilo de diamante para cortar el lingote en obleas de 0,5 a 1 mm de espesor.
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Minimizar la vibración y la fuerza lateral para evitar microfisuras.
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SicObleaEsmerilado y pulido
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Molienda gruesapara eliminar daños por aserrado (rugosidad ~10–30 µm).
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Molienda finapara lograr una planitud ≤5 µm.
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Pulido químico-mecánico (CMP)para alcanzar un acabado tipo espejo (Ra ≤0,2 nm).
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SicObleaLimpieza e inspección
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Limpieza ultrasónicaen solución Piranha (H₂SO₄:H₂O₂), agua desionizada y luego IPA.
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espectroscopia XRD/Ramanpara confirmar el politipo (4H, 6H, 3C).
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Interferometríapara medir la planitud (<5 µm) y la deformación (<20 µm).
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Sonda de cuatro puntospara probar la resistividad (por ejemplo, HPSI ≥10⁹ Ω·cm).
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Inspección de defectosbajo microscopio de luz polarizada y comprobador de rayaduras.
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SicObleaClasificación y ordenación
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Clasificar las obleas por politipo y tipo eléctrico:
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4H-SiC tipo N (4H-N): concentración de portadores 10¹⁶–10¹⁸ cm⁻³
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4H-SiC semiaislante de alta pureza (4H-HPSI): resistividad ≥10⁹ Ω·cm
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6H-SiC tipo N (6H-N)
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Otros: 3C-SiC, tipo P, etc.
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SicObleaEmbalaje y envío
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Colóquelo en cajas de obleas limpias y sin polvo.
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Etiquete cada caja con diámetro, espesor, politipo, grado de resistividad y número de lote.
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2. P: ¿Cuáles son las principales ventajas de las obleas de SiC sobre las obleas de silicio?
R: En comparación con las obleas de silicio, las obleas de SiC permiten:
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Operación de mayor voltaje(>1.200 V) con menor resistencia de encendido.
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Mayor estabilidad de temperatura(>300 °C) y gestión térmica mejorada.
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Velocidades de conmutación más rápidascon menores pérdidas de conmutación, reduciendo la refrigeración a nivel del sistema y el tamaño en los convertidores de potencia.
4. P: ¿Qué defectos comunes afectan el rendimiento y el desempeño de las obleas de SiC?
R: Los principales defectos en las obleas de SiC incluyen microtubos, dislocaciones del plano basal (BPD) y rayones superficiales. Los microtubos pueden causar fallas catastróficas en el dispositivo; las BPD aumentan la resistencia de encendido con el tiempo; y los rayones superficiales provocan la rotura de la oblea o un crecimiento epitaxial deficiente. Por lo tanto, una inspección rigurosa y la mitigación de defectos son esenciales para maximizar el rendimiento de las obleas de SiC.
Hora de publicación: 30 de junio de 2025