Обзор подложек из карбида кремния (SiC) 10×10 мм

Подложка из карбида кремния (SiC) размером 10×10 мм представляет собой передовой монокристаллический полупроводниковый базовый материал, разработанный для удовлетворения высоких требований современной силовой электроники и оптоэлектронных устройств. Известная своей исключительной способностью отводить тепло, широкой электронной запрещенной зоной и выдающейся химической стойкостью, подложка из SiC обеспечивает надежную работу компонентов в экстремальных условиях, таких как высокая температура, высокое напряжение и высокая частота переключения. Эти квадратные чипы SiC, точно вырезанные до размера 10×10 мм, широко используются в научно-исследовательских лабораториях, при разработке прототипов и производстве специализированных устройств.

Процесс производства подложек из карбида кремния (SiC)

Производство подложек из карбида кремния (SiC), как правило, использует метод физического осаждения из паровой фазы (PVT) или технологии сублимационного роста кристаллов:

1. Подготовка сырья: Сверхчистые порошки SiC помещаются внутрь графитового тигля высокой плотности.

2. Рост кристаллов: В строго контролируемой атмосфере и при температурах, превышающих 2000°C, материал сублимируется и реконденсируется на затравочный кристалл, образуя большой монокристаллический слиток SiC с минимальным количеством дефектов.

3. Резка слитков: Алмазные проволочные пилы разрезают объемный слиток на тонкие пластины или небольшие чипы.

4. Притирка и шлифовка: Планарность поверхности устраняет следы резки и обеспечивает равномерную толщину.

5. Химико-механическая полировка (CMP): Создает зеркально гладкую поверхность, подходящую для осаждения эпитаксиального слоя.

6. Дополнительное легирование: Введение азота (n-тип) или алюминия/бора (p-тип) для корректировки электрических характеристик.

7. Контроль качества: Строгие проверки плоскостности, плотности дефектов и однородности толщины гарантируют соответствие полупроводниковым стандартам.

Свойства материала карбида кремния (SiC)

Подложки из карбида кремния в основном изготавливаются в кристаллических структурах 4H-SiC и 6H-SiC:

• 4H-SiC: Обладает более высокой подвижностью электронов и превосходными характеристиками для высоковольтной силовой электроники, такой как MOSFET и диоды Шоттки.

• 6H-SiC: Обладает свойствами, адаптированными для радиочастотных и микроволновых применений.

Основные физические преимущества включают:

• Широкая запрещенная зона: ~3,2–3,3 эВ, обеспечивающая высокое напряжение пробоя и эффективность в устройствах коммутации питания.

• Теплопроводность: 3,0–4,9 Вт/см·K, обеспечивающая отличное рассеивание тепла.

• Механическая прочность: Твердость ~9,2 по шкале Мооса, обеспечивающая устойчивость к механическому износу во время обработки.

Применение подложек из карбида кремния (SiC) 10×10 мм

• Силовая электроника: Основной материал для высокоэффективных MOSFET, IGBT и диодов Шоттки в силовых установках электромобилей, системах накопления энергии и преобразователях возобновляемой энергии.

• Высокочастотные и радиочастотные устройства: Необходимы для радиолокационных систем, спутниковой связи и базовых станций 5G.

• Оптоэлектроника: Подходит для ультрафиолетовых светодиодов, лазерных диодов и фотодетекторов благодаря превосходной УФ-прозрачности.

• Аэрокосмическая и оборонная промышленность: Обеспечивает работу электроники в условиях интенсивного излучения и высоких температур.

• Академические и промышленные исследования: Идеально подходит для характеристики новых материалов, прототипных устройств и разработки технологических процессов.

Технические характеристики

FAQ – Подложки из карбида кремния (SiC)

Вопрос 1: Почему стоит выбирать подложки SiC, а не традиционный кремний?
SiC обеспечивает более высокую прочность на пробой, превосходные тепловые характеристики и значительно меньшие потери при переключении, что позволяет устройствам достигать большей эффективности и надежности, чем устройства, созданные на основе кремния.

Вопрос 2: Могут ли эти подложки поставляться с эпитаксиальными слоями?
Да, доступны готовые к эпитаксии и пользовательские варианты эпитаксии для высоковольтных, радиочастотных или оптоэлектронных устройств.

Вопрос 3: Предлагаете ли вы размеры или легирование по индивидуальному заказу?
Конечно. Доступны размеры, профили легирования и обработка поверхности по индивидуальному заказу для удовлетворения конкретных потребностей применения.

Вопрос 4: Как подложки SiC работают в экстремальных условиях эксплуатации?
Они сохраняют структурную целостность и электрическую стабильность при температурах, превышающих 600°C, и в условиях, подверженных радиации, что делает их незаменимыми в аэрокосмической, оборонной и мощной промышленной отраслях.