SiC подложка
Широкозонные SiC подложки для EV-инверторов, 5G и промышленных источников питания. Политипы 4H-SiC и 6H-SiC, N-тип и SI, 150-200 мм.
Обзор
Карбид кремния (SiC) стал ведущей широкозонной полупроводниковой подложкой для силовой электроники, RF-устройств и высокотемпературных применений. С шириной запрещённой зоны 3,26 эВ (4H-SiC) — почти в 3 раза больше кремния — и критическим полем 2,8 МВ/см, SiC позволяет создавать устройства с более высоким напряжением, быстрым переключением и работой при >200°C. Отрасль быстро переходит на 200-мм (8-дюймовые) SiC подложки. GINECHIP поставляет 150-мм и 200-мм подложки 4H-SiC и 6H-SiC.
GINECHIP поставляет подложки 4H-SiC и 6H-SiC от ведущих PVT-производителей. Наши 200-мм SiC пластины имеют CMP-финиш эпи-готового качества (Ra < 0,2 нм). Предлагаем N-тип (азот, 0,015–0,030 Ом·см) и полуизолирующий (ванадий, > 1×10⁶ Ом·см). Каждая партия с полными метрологическими данными.
Свойства материалов — SiC против Si
| Property | 4H-SiC | 6H-SiC | Silicon (Si) |
|---|---|---|---|
| Bandgap (eV) | 3.26 | 3.02 | 1.12 |
| Critical Field (MV/cm) | 2.8 | 2.5 | 0.3 |
| Electron Mobility (cm²/V·s) ⊥ c | 1,000 | 400 | 1,400 |
| Hole Mobility (cm²/V·s) | 115 | 90 | 450 |
| Thermal Conductivity (W/cm·K) | 4.9 | 4.9 | 1.5 |
| Saturated Drift Velocity (×10⁷ cm/s) | 2.0 | 2.0 | 1.0 |
| Melting Point (°C) | 2,730 (sublimes) | 2,730 (sublimes) | 1,415 |
| Baliga FOM (normalized to Si) | 340 | 200 | 1 |
4H-SiC — доминирующий политип для силовых приборов. 6H-SiC — для оптоэлектроники. Baliga FOM = ε·μ·Ec³.
Выращивание кристаллов и обработка
В отличие от кремния, SiC выращивается методом PVT (физический перенос пара) при >2 200°C в аргоне. GINECHIP сотрудничает с производителями кристаллов, освоившими все критические этапы:
PVT рост объёмных кристаллов
Порошок SiC сублимируется при 2 200–2 500°C и конденсируется на затравочном кристалле. Стабилизация 4H-SiC требует точного контроля градиента T, давления и ориентации.
Резка и подготовка поверхности
Були нарезаются алмазной проволокой, затем шлифуются и полируются. Финишная CMP даёт поверхность с Ra < 0,2 нм.
Гомоэпитаксиальный рост
GINECHIP поставляет голые подложки; партнёры предлагают CVD гомоэпитаксию N-типа 4H-SiC (5–15 мкм).
Технические характеристики
| Параметр | Спецификация |
|---|---|
| Diameter | 150mm (6″), 200mm (8″) |
| Polytype | 4H-SiC, 6H-SiC |
| Dopant / Type | N-type (Nitrogen), Semi-insulating (Vanadium), V-doped SI |
| Resistivity | N-type: 0.015–0.030 Ω·cm; SI: > 1×10⁶ Ω·cm |
| Orientation | 4° off-axis toward 〈11-20〉 (4H-SiC standard) |
| Thickness | 350μm, 500μm (standard); custom thicknesses available |
| Grade | Prime (production), Test (monitor), Research-grade |
| Polish | CMP-finished, epi-ready surface; Ra < 0.2nm |
| Micropipe Density | ≤ 0.5/cm² (production); ≤ 0.1/cm² (automotive-grade) |
| BPD Density | ≤ 500/cm² (post-epi conversion to TED) |
| TTV / Bow / Warp | TTV < 5μm, Bow < 25μm, Warp < 35μm |
| Surface Defects | Scratch-free, pit-free; particle < 20 adds @ 0.2μm |
Спецификации качества и методы контроля
| Параметр | Спецификация | Метод контроля |
|---|---|---|
| Плотность микропор | ≤ 0.5/cm² (≤ 0.1/cm² automotive) | KLA Candela / Laser scanning |
| Плотность BPD / конверсия TED | ≤ 500/cm² → TED conversion | KOH etch-pit + Nomarski microscopy |
| Однородность удельного сопротивления | 15–30 mΩ·cm (N-type); > 1E6 Ω·cm (SI) | Eddy current / 4-point probe |
| Шероховатость поверхности (Ra) | Ra < 0.2nm (epi-ready) | AFM (10μm × 10μm scan) |
| Общее изменение толщины (TTV) | < 5μm | Capacitance gauge scanning |
| Изгиб / Коробление | Bow < 25μm, Warp < 35μm | Optical profilometry / Tencor FLX |
| Качество кристалла (XRD FWHM) | FWHM < 50 arcsec (0004 reflection) | High-resolution XRD rocking curve |
| Количество частиц | ≤ 20 adds @ 0.2μm | KLA-Tencor Surfscan / SiC-specific SPx |
Все измерения в чистой комнате ISO Class 5. Полный отчёт с каждой партией. Автомобильный класс: доп. скрининг AEC-Q101.
Области применения
800V SiC MOSFET-based traction inverters deliver 5–10% range extension vs. silicon IGBTs. Automotive-grade 200mm 4H-SiC substrates with micropipe density < 0.1/cm² for AEC-Q101 qualified devices.
SiC MOSFET and SBD modules in 30kW–350kW DC fast-charging stacks achieve > 97% efficiency. High-voltage blocking to 3.3kV on 4H-SiC for next-generation ultra-fast chargers.
SiC-based variable frequency drives reduce motor drive footprint by 40–60% while improving efficiency by 2–5%. Integrated SiC power modules on 200mm substrates for cost-effective scaling.
SiC MOSFETs in PV string inverters (5–50kW) and energy storage bidirectional converters. 4H-SiC substrates with proven reliability for 25-year field lifetimes in solar installations.
Semi-insulating 4H-SiC substrates for GaN-on-SiC HEMT RF power amplifiers. Thermal conductivity of 4.9 W/cm·K enables high-power-density 5G base station PAs and radar systems.
4H-SiC wide bandgap (3.26 eV) enables device operation at junction temperatures exceeding 200°C. Downhole drilling, aerospace engine sensors, and nuclear instrumentation.
Переход на 200 мм — почему 8-дюймовый SiC важен
Отрасль SiC переходит с 150 мм на 200 мм (8 дюймов) для снижения затрат. Переход даёт ~1,8× больше кристаллов на пластину. Ключевые производители (Wolfspeed, ST, ON Semi, Infineon) запускают 200-мм SiC. GINECHIP поддерживает этот переход.
Нужны 8-дюймовые SiC подложки?
Укажите политип, тип легирования, диаметр и количество — ответ с КП в течение 24 часов.