6 Zoll leitfähiges SiC-Verbundsubstrat, 4H, Durchmesser 150 mm, Ra ≤ 0,2 nm, Wölbung ≤ 35 μm

Kurzbeschreibung:

Angetrieben vom Streben der Halbleiterindustrie nach höherer Leistung und geringeren Kosten, hat sich das 6-Zoll-SiC-Verbundsubstrat mit leitfähiger Oberfläche etabliert. Dank innovativer Materialverbundtechnologie erreicht dieser 6-Zoll-Wafer 85 % der Leistung herkömmlicher 8-Zoll-Wafer bei nur 60 % der Kosten. Leistungshalbleiter in alltäglichen Anwendungen wie Ladestationen für Elektrofahrzeuge, Leistungsmodule für 5G-Basisstationen und sogar Frequenzumrichter in hochwertigen Haushaltsgeräten nutzen möglicherweise bereits Substrate dieser Art. Unsere patentierte Mehrschicht-Epitaxietechnologie ermöglicht atomar flache Verbundgrenzflächen auf SiC-Basis mit einer Grenzflächenzustandsdichte unter 1 × 10¹¹/cm²·eV – ein Wert, der international führend ist.

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Merkmale

Technische Parameter

Artikel	ProduktionGrad	DummyGrad
Durchmesser	6-8 Zoll	6-8 Zoll
Dicke	350/500±25,0 μm	350/500±25,0 μm
Polytyp	4H	4H
Widerstand	0,015–0,025 Ohm·cm	0,015–0,025 Ohm·cm
TTV	≤5 μm	≤20 μm
Kette	≤35 μm	≤55 μm
Rauheit der Vorderseite (Si-Seite)	Ra≤0,2 nm (5μm×5μm)	Ra≤0,2 nm (5μm×5μm)

Hauptmerkmale

1. Kostenvorteil: Unser 6-Zoll-SiC-Verbundsubstrat mit leitfähigem Material nutzt eine patentierte Technologie mit abgestufter Pufferschicht. Diese optimiert die Materialzusammensetzung und senkt die Rohmaterialkosten um 38 %, bei gleichzeitig hervorragender elektrischer Leistung. Messungen zeigen, dass 650-V-MOSFETs mit diesem Substrat eine Kostenreduzierung von 42 % pro Flächeneinheit im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen erzielen. Dies ist ein bedeutender Vorteil für die Verbreitung von SiC-Bauelementen in der Unterhaltungselektronik.
2. Hervorragende Leitfähigkeitseigenschaften: Dank präziser Stickstoffdotierungsprozesse erreicht unser 6-Zoll-SiC-Verbundsubstrat einen extrem niedrigen spezifischen Widerstand von 0,012–0,022 Ω·cm mit einer Abweichung von maximal ±5 %. Besonders hervorzuheben ist die gleichbleibende Widerstandsstabilität selbst im 5 mm breiten Randbereich des Wafers, wodurch ein in der Industrie seit Langem bestehendes Problem des Randeffekts gelöst wird.
3. Thermische Leistung: Ein mit unserem Substrat entwickeltes 1200-V/50-A-Modul weist im Volllastbetrieb lediglich einen Temperaturanstieg der Sperrschichttemperatur um 45 °C über der Umgebungstemperatur auf – 65 °C weniger als vergleichbare Silizium-basierte Bauelemente. Dies wird durch unsere Verbundstruktur mit „3D-Wärmekanal“ ermöglicht, die die laterale Wärmeleitfähigkeit auf 380 W/m·K und die vertikale Wärmeleitfähigkeit auf 290 W/m·K verbessert.
4. Prozesskompatibilität: Für die spezielle Struktur der 6-Zoll-SiC-Verbundsubstrate mit leitfähiger Oberfläche haben wir ein passendes Stealth-Laserschneidverfahren entwickelt, das eine Schnittgeschwindigkeit von 200 mm/s bei minimalem Kantenausbruch von unter 0,3 μm ermöglicht. Zusätzlich bieten wir vorvernickelte Substratoptionen an, die ein direktes Chipbonden ermöglichen und unseren Kunden somit zwei Prozessschritte ersparen.

Hauptanwendungen

Kritische Smart-Grid-Ausrüstung:

In Ultrahochspannungs-Gleichstrom-Übertragungssystemen (UHGÜ) mit einer Betriebsspannung von ±800 kV zeigen IGCT-Bauelemente mit unseren 6-Zoll-SiC-Substraten als leitfähige Verbundwerkstoffe bemerkenswerte Leistungssteigerungen. Diese Bauelemente reduzieren die Schaltverluste während der Kommutierungsvorgänge um 55 % und steigern gleichzeitig den Gesamtwirkungsgrad des Systems auf über 99,2 %. Die hervorragende Wärmeleitfähigkeit der Substrate (380 W/m·K) ermöglicht kompakte Umrichterkonstruktionen, die den Platzbedarf in Umspannwerken im Vergleich zu herkömmlichen Siliziumlösungen um 25 % reduzieren.

Antriebssysteme für neue Energiefahrzeuge:

Das Antriebssystem mit unseren 6-Zoll-SiC-Verbundsubstraten erreicht eine beispiellose Wechselrichter-Leistungsdichte von 45 kW/L – eine Verbesserung von 60 % gegenüber dem vorherigen 400-V-Silizium-basierten Design. Besonders beeindruckend ist die Aufrechterhaltung eines Wirkungsgrads von 98 % über den gesamten Betriebstemperaturbereich von -40 °C bis +175 °C. Damit werden die Leistungsprobleme bei Kälte gelöst, die die Verbreitung von Elektrofahrzeugen in nördlichen Regionen bisher behindert haben. Praxistests zeigen eine um 7,5 % höhere Winterreichweite für Fahrzeuge mit dieser Technologie.

Industrielle Frequenzumrichter:

Der Einsatz unserer Substrate in intelligenten Leistungsmodulen (IPMs) für industrielle Servosysteme revolutioniert die Fertigungsautomatisierung. In CNC-Bearbeitungszentren ermöglichen diese Module eine um 40 % schnellere Motorreaktion (Reduzierung der Beschleunigungszeit von 50 ms auf 30 ms) bei gleichzeitiger Verringerung des elektromagnetischen Rauschens um 15 dB bis 65 dB(A).

Unterhaltungselektronik:

Die Revolution in der Unterhaltungselektronik geht weiter: Unsere Substrate ermöglichen die nächste Generation von 65-W-GaN-Schnellladegeräten. Dank der überlegenen Schaltcharakteristika von SiC-basierten Designs erreichen diese kompakten Netzteile eine Volumenreduzierung von 30 % (bis zu 45 cm³) bei gleichbleibender Leistung. Wärmebildaufnahmen zeigen maximale Gehäusetemperaturen von nur 68 °C im Dauerbetrieb – 22 °C niedriger als bei herkömmlichen Designs – was die Lebensdauer und Sicherheit des Produkts deutlich verbessert.

XKH-Anpassungsdienste

XKH bietet umfassende Unterstützung bei der Anpassung von 6-Zoll-SiC-Verbundsubstraten mit leitfähigem Querschnitt:

Anpassung der Dicke: Optionen mit 200 μm, 300 μm und 350 μm.
2. Widerstandskontrolle: Einstellbare n-Dotierungskonzentration von 1×10¹⁸ bis 5×10¹⁸ cm⁻³

3. Kristallorientierung: Unterstützung mehrerer Orientierungen, einschließlich (0001)-Off-Axis-Orientierung um 4° oder 8°

4. Testdienstleistungen: Vollständige Wafer-Level-Parametertestberichte

Unsere aktuelle Vorlaufzeit von der Prototypenentwicklung bis zur Serienproduktion beträgt nur 8 Wochen. Strategischen Kunden bieten wir spezielle Prozessentwicklungsdienstleistungen an, um eine optimale Abstimmung auf die Geräteanforderungen zu gewährleisten.