Obleas de carburo de silicio: una guía completa sobre propiedades, fabricación y aplicaciones

Resumen de la oblea de SiC

Las 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. 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: PRIME (sustratos totalmente pulidos, aptos para dispositivos), DUMMY (lapeados o sin pulir para ensayos de proceso) y RESEARCH (capas de 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 bolas monocristalinas y cristales semilla orientados con precisión para favorecer el crecimiento de cristales en casa.

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 PRIME se someten a un pulido químico-mecánico hasta 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 a 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 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

Las 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. 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: PRIME (sustratos totalmente pulidos, aptos para dispositivos), DUMMY (lapeados o sin pulir para ensayos de proceso) y RESEARCH (capas de 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 bolas monocristalinas y cristales semilla orientados con precisión para favorecer el crecimiento de cristales en casa.

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 PRIME se someten a un pulido químico-mecánico hasta 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 a 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 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

Oblea de SiC 00101
SiC Semiaislante04
oblea de SiC
Lingote de SiC14

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


Hora de publicación: 30 de junio de 2025