12-Zoll-4H-SiC-Wafer für AR-Brillen

Kurzbeschreibung:

Der12-Zoll-leitfähiges 4H-SiC-Substrat (Siliziumkarbid).ist ein Halbleiterwafer mit ultragroßem Durchmesser und großer Bandlücke, der für die nächste Generation entwickelt wurde.Hochspannung, hohe Leistung, hohe Frequenz und hohe TemperaturFertigung von Leistungselektronik. Nutzung der inhärenten Vorteile von SiC – wie zum Beispielhohes kritisches elektrisches Feld, hohe Sättigungselektronen-Driftgeschwindigkeit, hohe Wärmeleitfähigkeit, Undausgezeichnete chemische Stabilität—Dieses Substrat ist als Basismaterial für fortschrittliche Leistungselektronikplattformen und neuartige großflächige Waferanwendungen positioniert.

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Merkmale

Detailliertes Diagramm

Überblick

Um branchenweite Anforderungen zu erfüllenKostenreduzierung und Produktivitätssteigerung, der Übergang vom Mainstream6–8 Zoll SiC to 12-Zoll-SiCSubstrate gelten weithin als Schlüsselfaktor. Ein 12-Zoll-Wafer bietet eine deutlich größere nutzbare Fläche als kleinere Formate, was eine höhere Chipausbeute pro Wafer, eine verbesserte Waferausnutzung und einen geringeren Randverlustanteil ermöglicht – und somit die Optimierung der gesamten Fertigungskosten entlang der Lieferkette unterstützt.

Kristallwachstums- und Waferherstellungsverfahren

Dieses 12-Zoll-leitfähige 4H-SiC-Substrat wird durch eine vollständige Prozesskette hergestellt, die Folgendes umfasst:Keimexpansion, Einkristallwachstum, Waferung, Ausdünnung und Polieren, gemäß den üblichen Verfahren der Halbleiterfertigung:

Saatgutverbreitung durch physikalische Dampftransportmethode (PVT):
Ein 12-Zoll-4H-SiC-Impfkristallwird durch Durchmesseraufweitung mittels PVT-Verfahren erreicht, wodurch das anschließende Wachstum von 12 Zoll großen leitfähigen 4H-SiC-Boules ermöglicht wird.
Wachstum von leitfähigem 4H-SiC-Einkristall:
Leitfähign⁺ 4H-SiCDas Wachstum von Einkristallen wird durch die Zufuhr von Stickstoff in die Wachstumsumgebung erreicht, um eine kontrollierte Donatordotierung zu gewährleisten.
Waferherstellung (Standard-Halbleiterverarbeitung):
Nach dem Formen der Kugeln werden die Waffeln hergestellt durchLaserschneiden, gefolgt vonDünnmachen, Polieren (einschließlich CMP-Finishing) und Reinigen.
Die resultierende Substratdicke beträgt560 μm.

Dieser integrierte Ansatz ist darauf ausgelegt, ein stabiles Wachstum bei extrem großen Durchmessern zu ermöglichen und gleichzeitig die kristallographische Integrität und gleichbleibende elektrische Eigenschaften zu gewährleisten.

Zur Gewährleistung einer umfassenden Qualitätsbewertung wird das Substrat mithilfe einer Kombination aus Struktur-, optischen, elektrischen und Fehlerinspektionsmethoden charakterisiert:

Raman-Spektroskopie (Flächenkartierung):Überprüfung der Polytyp-Uniformität über den gesamten Wafer
Vollautomatisierte optische Mikroskopie (Wafer-Mapping):Detektion und statistische Auswertung von Mikropipes
Berührungslose Widerstandsmesstechnik (Wafer-Mapping):Widerstandsverteilung über mehrere Messstellen
Hochauflösende Röntgenbeugung (HRXRD):Beurteilung der Kristallqualität mittels Rocking-Curve-Messungen
Prüfung der Versetzungen (nach selektivem Ätzen):Bewertung der Versetzungsdichte und -morphologie (mit Schwerpunkt auf Schraubenversetzungen)

sic wafer 10

Wichtigste Leistungsergebnisse (repräsentativ)

Die Charakterisierungsergebnisse zeigen, dass das 12-Zoll-leitfähige 4H-SiC-Substrat über alle kritischen Parameter hinweg eine hohe Materialqualität aufweist:

(1) Polytypenreinheit und -einheitlichkeit

Raman-Flächenkartierung zeigt100%ige 4H-SiC-Polytyp-Abdeckungüber das Substrat.
Es wurde kein Vorhandensein anderer Polytypen (z. B. 6H oder 15R) festgestellt, was auf eine ausgezeichnete Polytypenkontrolle im 12-Zoll-Maßstab hinweist.

(2) Mikrorohrdichte (MPD)

Mikroskopische Kartierungen im Wafermaßstab deuten auf einMikrorohrdichte < 0,01 cm⁻²was die effektive Unterdrückung dieser gerätebegrenzenden Defektkategorie widerspiegelt.

(3) Elektrischer Widerstand und Gleichmäßigkeit

Die berührungslose Widerstandsmessung (361-Punkt-Messung) zeigt:
- Widerstandsbereich:20,5–23,6 mΩ·cm
- Mittlerer spezifischer Widerstand:22,8 mΩ·cm
- Ungleichförmigkeit:< 2 %
  Diese Ergebnisse deuten auf eine gute Konsistenz beim Einbau der Dotierstoffe und eine günstige elektrische Gleichmäßigkeit auf Wafer-Ebene hin.

(4) Kristalline Qualität (HRXRD)

HRXRD-Rocking-Curve-Messungen an der(004) Reflexionaufgenommen beifünf Punkteentlang der Waferdurchmesserrichtung zeigen:
- Einzelne, nahezu symmetrische Peaks ohne Mehrgipfelverhalten, was auf das Fehlen von Kleinwinkelkorngrenzenmerkmalen hindeutet.
- Durchschnittliche Halbwertsbreite (FWHM):20,8 Bogensekunden (″), was auf eine hohe Kristallqualität hinweist.

(5) Schraubenversetzungsdichte (TSD)

Nach selektivem Ätzen und automatisiertem Scannen,Schraubenversetzungsdichtewird gemessen bei2 cm⁻², was einen niedrigen TSD-Wert im 12-Zoll-Maßstab belegt.

Schlussfolgerung aus den obigen Ergebnissen:
Das Substrat zeigtAusgezeichnete 4H-Polytyp-Reinheit, extrem niedrige Mikrorohrdichte, stabiler und gleichmäßig niedriger spezifischer Widerstand, hohe Kristallqualität und geringe Schraubenversetzungsdichteund untermauert damit seine Eignung für die Herstellung fortschrittlicher Geräte.

Produktwert und Vorteile

Ermöglicht die Migration der 12-Zoll-SiC-Fertigung
Bietet eine hochwertige Substratplattform, die auf den Branchenfahrplan zur Herstellung von 12-Zoll-SiC-Wafern abgestimmt ist.
Niedrige Defektdichte für verbesserte Geräteausbeute und Zuverlässigkeit
Die extrem niedrige Mikrorohrdichte und die geringe Schraubenversetzungsdichte tragen dazu bei, katastrophale und parametrische Ausbeuteverlustmechanismen zu reduzieren.
Hervorragende elektrische Gleichmäßigkeit für Prozessstabilität
Eine enge Widerstandsverteilung unterstützt eine verbesserte Konsistenz der Bauelemente sowohl zwischen den Wafern als auch innerhalb der Wafer.
Hohe Kristallqualität als Grundlage für Epitaxie und Bauelementverarbeitung
Die Ergebnisse der HRXRD-Analyse und das Fehlen von Kleinwinkelkorngrenzensignaturen deuten auf eine günstige Materialqualität für das epitaktische Wachstum und die Geräteherstellung hin.

Zielanwendungen

Das 12-Zoll-leitfähige 4H-SiC-Substrat ist anwendbar für:

SiC-Leistungsbauelemente:MOSFETs, Schottky-Barrieredioden (SBD) und verwandte Strukturen
Elektrofahrzeuge:Hauptwechselrichter für die Traktion, Bordladegeräte (OBC) und DC/DC-Wandler
Erneuerbare Energien & Stromnetz:Photovoltaik-Wechselrichter, Energiespeichersysteme und Smart-Grid-Module
Industrielle Leistungselektronik:Hocheffiziente Netzteile, Motorantriebe und Hochspannungswandler
Neue Anforderungen an großflächige Wafer:fortschrittliche Gehäuselösungen und andere 12-Zoll-kompatible Halbleiterfertigungsszenarien

Häufig gestellte Fragen – 12-Zoll-leitfähiges 4H-SiC-Substrat

Frage 1: Um welchen SiC-Substrattyp handelt es sich bei diesem Produkt?

A:
Dieses Produkt ist ein12-Zoll leitfähiges (n⁺-Typ) 4H-SiC-Einkristallsubstrat, hergestellt durch das Physical Vapor Transport (PVT)-Verfahren und verarbeitet mit Standard-Halbleiterwafertechniken.

Frage 2: Warum wurde 4H-SiC als Polytyp gewählt?

A:
4H-SiC bietet die günstigste Kombination aushohe Elektronenbeweglichkeit, große Bandlücke, hohe Durchbruchfeldstärke und Wärmeleitfähigkeitunter den kommerziell relevanten SiC-Polytypen. Es ist der am häufigsten verwendete Polytyp fürHochspannungs- und Hochleistungs-SiC-Bauelementewie beispielsweise MOSFETs und Schottky-Dioden.

Frage 3: Welche Vorteile bietet der Wechsel von 8-Zoll- zu 12-Zoll-SiC-Substraten?

A:
Ein 12-Zoll-SiC-Wafer bietet folgende Eigenschaften:

Bedeutendgrößere nutzbare Oberfläche
Höhere Chipausbeute pro Wafer
Niedrigeres Kantenverlustverhältnis
Verbesserte Kompatibilität mitfortschrittliche 12-Zoll-Halbleiterfertigungslinien

Diese Faktoren tragen direkt dazu beiniedrigere Kosten pro Gerätund höhere Fertigungseffizienz.

Über uns

XKH ist spezialisiert auf die Entwicklung, Produktion und den Vertrieb von Spezialglas und neuen Kristallmaterialien. Unsere Produkte finden Anwendung in der Optoelektronik, der Unterhaltungselektronik und im Militärbereich. Wir bieten optische Saphirkomponenten, Objektivabdeckungen für Mobiltelefone, Keramik, LT, Siliziumkarbid (SiC), Quarz und Halbleiterkristallwafer an. Dank unserer Expertise und modernster Ausrüstung zeichnen wir uns durch die Fertigung von Sonderanfertigungen aus und streben die Position eines führenden Hightech-Unternehmens für optoelektronische Materialien an.