6 Zoll leitfähiges einkristallines SiC auf polykristallinem SiC-Verbundsubstrat, Durchmesser 150 mm, P-Typ, N-Typ
Technische Parameter
| Größe: | 6 Zoll |
| Durchmesser: | 150 mm |
| Dicke: | 400-500 μm |
| Parameter von monokristallinen SiC-Filmen | |
| Polytyp: | 4H-SiC oder 6H-SiC |
| Dopingkonzentration: | 1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³ |
| Dicke: | 5-20 μm |
| Flächenwiderstand: | 10-1000 Ω/sq |
| Elektronenbeweglichkeit: | 800-1200 cm²/Vs |
| Lochmobilität: | 100-300 cm²/Vs |
| Parameter der polykristallinen SiC-Pufferschicht | |
| Dicke: | 50-300 μm |
| Wärmeleitfähigkeit: | 150-300 W/m·K |
| Parameter des monokristallinen SiC-Substrats | |
| Polytyp: | 4H-SiC oder 6H-SiC |
| Dopingkonzentration: | 1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³ |
| Dicke: | 300-500 μm |
| Körnung: | > 1 mm |
| Oberflächenrauheit: | < 0,3 mm RMS |
| Mechanische und elektrische Eigenschaften | |
| Härte: | 9-10 Mohs |
| Druckfestigkeit: | 3-4 GPa |
| Zugfestigkeit: | 0,3–0,5 GPa |
| Aufschlüsselung der Feldstärke: | > 2 MV/cm |
| Gesamtdosisverträglichkeit: | > 10 Mrad |
| Resistenz gegen den Effekt einzelner Ereignisse: | > 100 MeV·cm²/mg |
| Wärmeleitfähigkeit: | 150-380 W/m·K |
| Betriebstemperaturbereich: | -55 bis 600 °C |
Hauptmerkmale
Das 6 Zoll große leitfähige monokristalline SiC auf polykristallinem SiC-Verbundsubstrat bietet eine einzigartige Balance zwischen Materialstruktur und Leistung und eignet sich daher für anspruchsvolle industrielle Umgebungen:
1. Kosteneffizienz: Die polykristalline SiC-Basis reduziert die Kosten im Vergleich zu vollständig monokristallinem SiC erheblich, während die monokristalline SiC-Aktivschicht eine Leistungsfähigkeit auf Geräteebene gewährleistet, die ideal für kostensensible Anwendungen ist.
2. Außergewöhnliche elektrische Eigenschaften: Die monokristalline SiC-Schicht weist eine hohe Ladungsträgermobilität (>500 cm²/V·s) und eine geringe Defektdichte auf, was den Betrieb von Hochfrequenz- und Hochleistungsbauelementen ermöglicht.
3. Hochtemperaturstabilität: Die inhärente Hochtemperaturbeständigkeit von SiC (>600°C) gewährleistet, dass das Kompositsubstrat auch unter extremen Bedingungen stabil bleibt und sich daher für Anwendungen in Elektrofahrzeugen und Industriemotoren eignet.
Standardisierte Wafergröße von 4,6 Zoll: Im Vergleich zu herkömmlichen 4-Zoll-SiC-Substraten erhöht das 6-Zoll-Format die Chipausbeute um über 30 % und senkt so die Kosten pro Geräteeinheit.
5. Leitfähiges Design: Vordotierte N- oder P-leitende Schichten minimieren die Ionenimplantationsschritte bei der Geräteherstellung und verbessern so die Produktionseffizienz und die Ausbeute.
6. Überlegenes Wärmemanagement: Die Wärmeleitfähigkeit der polykristallinen SiC-Basis (~120 W/m·K) nähert sich der von monokristallinem SiC an und bewältigt so effektiv die Herausforderungen der Wärmeableitung in Hochleistungsgeräten.
Diese Eigenschaften positionieren das 6-Zoll-leitfähige monokristalline SiC auf polykristallinem SiC-Verbundsubstrat als wettbewerbsfähige Lösung für Branchen wie erneuerbare Energien, Schienenverkehr und Luft- und Raumfahrt.
Hauptanwendungen
Das 6 Zoll große leitfähige monokristalline SiC auf polykristallinem SiC-Verbundsubstrat wurde erfolgreich in mehreren stark nachgefragten Bereichen eingesetzt:
1.Antriebsstränge für Elektrofahrzeuge: Werden in Hochvolt-SiC-MOSFETs und Dioden eingesetzt, um die Wechselrichtereffizienz zu steigern und die Batteriereichweite zu erhöhen (z. B. bei Tesla- und BYD-Modellen).
2. Industrielle Motorantriebe: Ermöglicht Hochtemperatur-Hochfrequenz-Leistungsmodule und reduziert so den Energieverbrauch in schweren Maschinen und Windkraftanlagen.
3.Photovoltaische Wechselrichter: SiC-Bauelemente verbessern den Wirkungsgrad der Solarkonversion (>99%), während das Kompositsubstrat die Systemkosten weiter senkt.
4. Schienenverkehr: Anwendung in Traktionsumrichtern für Hochgeschwindigkeitszüge und U-Bahn-Systeme, die eine hohe Spannungsfestigkeit (>1700V) und kompakte Bauformen bieten.
5. Luft- und Raumfahrt: Ideal für Satelliten-Stromversorgungssysteme und Triebwerkssteuerungsschaltungen von Flugzeugen, beständig gegen extreme Temperaturen und Strahlung.
In der praktischen Fertigung ist das 6-Zoll-Leitfähigkeits-Monokristallin-SiC-auf-Polykristallin-SiC-Verbundsubstrat vollständig kompatibel mit Standard-SiC-Bauelementprozessen (z. B. Lithographie, Ätzen), sodass keine zusätzlichen Investitionen erforderlich sind.
XKH-Dienstleistungen
XKH bietet umfassende Unterstützung für das 6-Zoll-Leitfähigkeits-Monokristallin-SiC-auf-Polykristallin-SiC-Verbundsubstrat, von der Forschung und Entwicklung bis zur Massenproduktion:
1. Anpassungsmöglichkeiten: Einstellbare Dicke der monokristallinen Schicht (5–100 μm), Dotierungskonzentration (1e15–1e19 cm⁻³) und Kristallorientierung (4H/6H-SiC) zur Erfüllung vielfältiger Geräteanforderungen.
2.Wafer-Verarbeitung: Lieferung von 6-Zoll-Substraten in großen Mengen mit Rückseitenverdünnung und Metallisierungsdienstleistungen für die Plug-and-Play-Integration.
3. Technische Validierung: Umfasst XRD-Kristallinitätsanalyse, Hall-Effekt-Tests und Wärmewiderstandsmessungen zur Beschleunigung der Materialqualifizierung.
4. Schnelles Prototyping: 2- bis 4-Zoll-Muster (gleiches Verfahren) für Forschungseinrichtungen zur Beschleunigung der Entwicklungszyklen.
5. Fehleranalyse & Optimierung: Materialebene-Lösungen für Verarbeitungsherausforderungen (z. B. Epitaxieschichtdefekte).
Unsere Mission ist es, das 6-Zoll-Leitfähigkeits-Monokristallin-SiC-auf-Polykristallin-SiC-Verbundsubstrat als bevorzugte Kosten-Nutzen-Lösung für SiC-Leistungselektronik zu etablieren und dabei umfassende Unterstützung vom Prototyping bis zur Serienproduktion anzubieten.
Abschluss
Das 6 Zoll große, leitfähige monokristalline SiC-Substrat auf polykristallinem SiC erzielt durch seine innovative mono-/polykristalline Hybridstruktur ein optimales Verhältnis von Leistung und Kosten. Angesichts der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen und des Fortschritts von Industrie 4.0 bietet dieses Substrat eine zuverlässige Materialgrundlage für die Leistungselektronik der nächsten Generation. XKH freut sich über Kooperationen zur weiteren Erforschung des Potenzials der SiC-Technologie.
