Kattava opas piikarbidikiekkoihin/SiC-kiekkoihin

SiC-kiekon tiivistelmä

 Piikarbidi (SiC) -kiekoton tullut halutuksi alustaksi suuritehoisille, korkeataajuisille ja korkeita lämpötiloja kestäville elektroniikkalaitteille autoteollisuuden, uusiutuvan energian ja ilmailuteollisuuden aloilla. Tuotevalikoimamme kattaa keskeiset polytyypit ja seostusmenetelmät – typpidopatut 4H (4H-N), erittäin puhtaat puolieristävät (HPSI), typpidopatut 3C (3C-N) ja p-tyypin 4H/6H (4H/6H-P) – ja niitä tarjotaan kolmessa laatuluokassa: PRIME (täysin kiillotetut, laitelaatuiset alustat), DUMMY (läppätyt tai kiillottamattomat prosessikokeisiin) ja RESEARCH (mukautetut epi-kerrokset ja seostusprofiilit tutkimus- ja kehitystyöhön). Kiekkojen halkaisijat vaihtelevat 2, 4, 6, 8 ja 12 tuuman välillä, joten ne sopivat sekä perinteisille työkaluille että edistyneille tehtaille. Toimitamme myös monokiteisiä lohkokiteitä ja tarkasti suunnattuja siemenkiteitä sisäisen kiteenkasvatuksen tukemiseksi.

4H-N-kiekkojemme varaustiheydet ovat 1×10¹⁶ - 1×10¹⁹ cm⁻³ ja resistiivisyydet 0,01–10 Ω·cm, mikä tarjoaa erinomaisen elektronien liikkuvuuden ja yli 2 MV/cm läpilyöntikentät – ihanteellisia Schottky-diodeille, MOSFETeille ja JFETeille. HPSI-substraattien resistiivisyys ylittää 1×10¹² Ω·cm ja mikroputkitiheydet ovat alle 0,1 cm⁻², mikä minimoi vuodon RF- ja mikroaaltolaitteisiin. Kuutiollinen 3C-N, saatavilla 2 ja 4 tuuman muodoissa, mahdollistaa heteroepitaksin piille ja tukee uusia fotoniikan ja MEMS-sovelluksia. P-tyypin 4H/6H-P-kiekot, jotka on seostettu alumiinilla 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³ kokoon, mahdollistavat täydentävien laitearkkitehtuurien kehittämisen.

SiC-kiekot ja PRIME-kiekot kiillotetaan kemiallis-mekaanisesti siten, että niiden pinnan karheusarvo on <0,2 nm RMS, kokonaispaksuuden vaihtelu alle 3 µm ja kaarevuus <10 µm. DUMMY-substraatit nopeuttavat kokoonpano- ja pakkaustestejä, kun taas RESEARCH-kiekoissa on 2–30 µm:n epikerrospaksuudet ja mittatilaustyönä tehty seostus. Kaikki tuotteet sertifioidaan röntgendiffraktiolla (keinuntakäyrä <30 kaarisekuntia) ja Raman-spektroskopialla, ja sähköiset testit – Hall-mittaukset, C–V-profilointi ja mikroputkien skannaus – varmistavat JEDEC- ja SEMI-yhteensopivuuden.

Jopa 150 mm:n läpimittaisia ​​palloja kasvatetaan PVT- ja CVD-menetelmillä dislokaatiotiheyksillä alle 1 × 10³ cm⁻² ja pienillä mikroputkien määrillä. Siemenkiteet leikataan 0,1°:n sisällä c-akselista toistettavan kasvun ja korkean leikkaussaannon varmistamiseksi.

Yhdistämällä useita polytyyppejä, dopingvariantteja, laatuluokkia, piikarbidi-kiekkojen kokoja sekä omaa boule- ja siemenkiteiden tuotantoa piikarbidi-substraattialustamme virtaviivaistaa toimitusketjuja ja nopeuttaa laitekehitystä sähköajoneuvoille, älykkäille sähköverkoille ja vaativiin olosuhteisiin soveltuville sovelluksille.

SiC-kiekon tiivistelmä

 Piikarbidi (SiC) -kiekoton tullut ensisijaiseksi piikarbidi-substraatiksi suurteho-, korkeataajuus- ja korkean lämpötilan elektroniikassa autoteollisuuden, uusiutuvan energian ja ilmailuteollisuuden aloilla. Tuotevalikoimamme kattaa keskeiset polytyypit ja seostusmenetelmät – typellä seostettu 4H (4H-N), erittäin puhdas puolieristävä (HPSI), typellä seostettu 3C (3C-N) ja p-tyypin 4H/6H (4H/6H-P) – ja niitä tarjotaan kolmessa laatuluokassa: piikarbidilevyPRIME (täysin kiillotetut, laitelaatuiset alustat), DUMMY (läppätyt tai kiillottamattomat prosessikokeisiin) ja RESEARCH (mukautetut epi-kerrokset ja dopingprofiilit tutkimus- ja kehitystyöhön). SiC-kiekkojen halkaisijat vaihtelevat 2, 4, 6, 8 ja 12 tuuman välillä, joten ne sopivat sekä perinteisille työkaluille että edistyneille tehtaille. Toimitamme myös monokiteisiä kiteitä ja tarkasti orientoituja siemenkiteitä sisäisen kiteenkasvatuksen tukemiseksi.

4H-N-piikarbidikiekkojemme varaustiheydet ovat 1×10¹⁶ - 1×10¹⁹ cm⁻³ ja resistiivisyydet 0,01–10 Ω·cm, mikä tarjoaa erinomaisen elektronien liikkuvuuden ja yli 2 MV/cm läpilyöntikentät – ihanteellisia Schottky-diodeille, MOSFETeille ja JFETeille. HPSI-substraattien resistiivisyys ylittää 1×10¹² Ω·cm ja mikroputkitiheydet ovat alle 0,1 cm⁻², mikä minimoi vuodon RF- ja mikroaaltolaitteisiin. Kuutiollinen 3C-N, saatavilla 2 ja 4 tuuman muodoissa, mahdollistaa heteroepitaksin piille ja tukee uusia fotoniikan ja MEMS-sovelluksia. Piikarbidikiekon P-tyypin 4H/6H-P-kiekot, jotka on seostettu alumiinilla 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³ kokoon, mahdollistavat täydentävien laitearkkitehtuurien kehittämisen.

SiC-kiekkojen PRIME-kiekot kiillotetaan kemiallis-mekaanisesti siten, että niiden pinnan karheus on alle 0,2 nm RMS, kokonaispaksuuden vaihtelu alle 3 µm ja kaarevuus alle 10 µm. DUMMY-substraatit nopeuttavat kokoonpano- ja pakkaustestejä, kun taas RESEARCH-kiekkojen epi-kerroksen paksuus on 2–30 µm ja niissä on mittatilaustyönä tehty seostus. Kaikki tuotteet sertifioidaan röntgendiffraktiolla (keinuntakäyrä <30 kaarisekuntia) ja Raman-spektroskopialla, ja sähköiset testit – Hall-mittaukset, C–V-profilointi ja mikroputkien skannaus – varmistavat JEDEC- ja SEMI-yhteensopivuuden.

Jopa 150 mm:n läpimittaisia ​​palloja kasvatetaan PVT- ja CVD-menetelmillä dislokaatiotiheyksillä alle 1 × 10³ cm⁻² ja pienillä mikroputkien määrillä. Siemenkiteet leikataan 0,1°:n sisällä c-akselista toistettavan kasvun ja korkean leikkaussaannon varmistamiseksi.

Yhdistämällä useita polytyyppejä, dopingvariantteja, laatuluokkia, piikarbidi-kiekkojen kokoja sekä omaa boule- ja siemenkiteiden tuotantoa piikarbidi-substraattialustamme virtaviivaistaa toimitusketjuja ja nopeuttaa laitekehitystä sähköajoneuvoille, älykkäille sähköverkoille ja vaativiin olosuhteisiin soveltuville sovelluksille.

SiC-kiekon kuva

6 tuuman 4H-N-tyyppisen piikarbidikiekon datalehti

 

6 tuuman piikarbidikiekkolevyjen datalehti
Parametri Aliparametri Z-luokka P-luokka D-luokka
Halkaisija   149,5–150,0 mm 149,5–150,0 mm 149,5–150,0 mm
Paksuus 4H-N 350 µm ± 15 µm 350 µm ± 25 µm 350 µm ± 25 µm
Paksuus 4H-SI 500 µm ± 15 µm 500 µm ± 25 µm 500 µm ± 25 µm
Kiekkojen suunta   Akselin ulkopuolella: 4,0° kohti <11-20> ±0,5° (4H-N); Akselin varrella: <0001> ±0,5° (4H-SI) Akselin ulkopuolella: 4,0° kohti <11-20> ±0,5° (4H-N); Akselin varrella: <0001> ±0,5° (4H-SI) Akselin ulkopuolella: 4,0° kohti <11-20> ±0,5° (4H-N); Akselin varrella: <0001> ±0,5° (4H-SI)
Mikroputken tiheys 4H-N ≤ 0,2 cm⁻² ≤ 2 cm⁻² ≤ 15 cm⁻²
Mikroputken tiheys 4H-SI ≤ 1 cm⁻² ≤ 5 cm⁻² ≤ 15 cm⁻²
Resistiivisyys 4H-N 0,015–0,024 Ω·cm 0,015–0,028 Ω·cm 0,015–0,028 Ω·cm
Resistiivisyys 4H-SI ≥ 1 × 10¹⁰ Ω·cm ≥ 1 × 10⁵ Ω·cm  
Ensisijainen tasainen suunta   [10-10] ± 5,0° [10-10] ± 5,0° [10-10] ± 5,0°
Ensisijainen tasainen pituus 4H-N 47,5 mm ± 2,0 mm    
Ensisijainen tasainen pituus 4H-SI Lovi    
Reunan poissulkeminen     3 mm  
Loimi/LTV/TTV/Jousi   ≤2,5 µm / ≤6 µm / ≤25 µm / ≤35 µm ≤5 µm / ≤15 µm / ≤40 µm / ≤60 µm  
Karheus Kiillottaa Ra ≤ 1 nm    
Karheus CMP Ra ≤ 0,2 nm   Ra ≤ 0,5 nm
Reunan halkeamat   Ei mitään   Kokonaispituus ≤ 20 mm, yksittäinen ≤ 2 mm
Kuusikulmaiset levyt   Kumulatiivinen pinta-ala ≤ 0,05 % Kumulatiivinen pinta-ala ≤ 0,1 % Kumulatiivinen pinta-ala ≤ 1 %
Polytyyppialueet   Ei mitään Kumulatiivinen pinta-ala ≤ 3 % Kumulatiivinen pinta-ala ≤ 3 %
Hiilisisältymät   Kumulatiivinen pinta-ala ≤ 0,05 %   Kumulatiivinen pinta-ala ≤ 3 %
Pintanaarmut   Ei mitään   Kumulatiivinen pituus ≤ 1 × kiekon halkaisija
Reunalastut   Ei sallittu ≥ 0,2 mm leveys ja syvyys   Jopa 7 sirua, ≤ 1 mm kukin
TSD (kierreruuvin sijoiltaanmeno)   ≤ 500 cm⁻²   Ei saatavilla
BPD (pohjatason sijoiltaanmeno)   ≤ 1000 cm⁻²   Ei saatavilla
Pintakontaminaatio   Ei mitään    
Pakkaus   Monikiekkokosetti tai yksittäisen kiekon säiliö Monikiekkokosetti tai yksittäisen kiekon säiliö Monikiekkokosetti tai yksittäisen kiekon säiliö

4 tuuman 4H-N-tyyppisen piikarbidikiekon datalehti

 

4 tuuman piikarbidikiekon datalehti
Parametri Nolla MPD-tuotantoa Vakiotuotantoluokka (P-luokka) Nuken luokka (D-luokka)
Halkaisija 99,5 mm–100,0 mm
Paksuus (4H-N) 350 µm±15 µm   350 µm ± 25 µm
Paksuus (4H-Si) 500 µm ± 15 µm   500 µm ± 25 µm
Kiekkojen suunta Akselin ulkopuolella: 4,0° suuntaan <1120> ±0,5° 4H-N:lle; Akselin varrella: <0001> ±0,5° 4H-Si:lle    
Mikroputken tiheys (4H-N) ≤0,2 cm⁻² ≤2 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Mikroputken tiheys (4H-Si) ≤1 cm⁻² ≤5 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Resistiivisyys (4H-N)   0,015–0,024 Ω·cm 0,015–0,028 Ω·cm
Resistiivisyys (4H-Si) ≥1E10 Ω·cm   ≥1E5 Ω·cm
Ensisijainen tasainen suunta   [10–10] ±5,0°  
Ensisijainen tasainen pituus   32,5 mm ±2,0 mm  
Toissijainen tasainen pituus   18,0 mm ±2,0 mm  
Toissijainen tasainen suunta   Silikonipinta ylöspäin: 90° myötäpäivään pohjatasosta ±5,0°  
Reunan poissulkeminen   3 mm  
LTV/TTV/Keula-loimi ≤2,5 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm   ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm
Karheus Kiillotus Ra ≤1 nm; CMP Ra ≤0,2 nm   Ra ≤0,5 nm
Reunan halkeamat voimakkaalla valolla Ei mitään Ei mitään Kokonaispituus ≤10 mm; yksittäispituus ≤2 mm
Kuusikulmaiset levyt High Intensity Lightilla Kumulatiivinen pinta-ala ≤0,05% Kumulatiivinen pinta-ala ≤0,05% Kumulatiivinen pinta-ala ≤0,1 %
Polytyyppialueet voimakkaalla valolla Ei mitään   Kumulatiivinen pinta-ala ≤3%
Visuaaliset hiili-inkluusiot Kumulatiivinen pinta-ala ≤0,05%   Kumulatiivinen pinta-ala ≤3%
Piipinnan naarmut voimakkaalla valolla Ei mitään   Kumulatiivinen pituus ≤1 kiekon halkaisija
Edge Chips By High Intensity Light Ei sallittu ≥0,2 mm leveys ja syvyys   5 sallittua, ≤1 mm kukin
Piipinnan kontaminaatio voimakkaalla valolla Ei mitään    
Kierreruuvin sijoiltaanmeno ≤500 cm⁻² Ei saatavilla  
Pakkaus Monikiekkokosetti tai yksittäisen kiekon säiliö Monikiekkokosetti tai yksittäisen kiekon säiliö Monikiekkokosetti tai yksittäisen kiekon säiliö

4 tuuman HPSI-tyyppisen piikarbidilevyjen datalehti

 

4 tuuman HPSI-tyyppisen piikarbidilevyjen datalehti
Parametri Nolla MPD -tuotantoluokka (Z-luokka) Vakiotuotantoluokka (P-luokka) Nuken luokka (D-luokka)
Halkaisija   99,5–100,0 mm  
Paksuus (4H-Si) 500 µm ±20 µm   500 µm ±25 µm
Kiekkojen suunta Akselin ulkopuolella: 4,0° suuntaan <11-20> ±0,5° 4H-N:lle; Akselin varrella: <0001> ±0,5° 4H-Si:lle
Mikroputken tiheys (4H-Si) ≤1 cm⁻² ≤5 cm⁻² ≤15 cm⁻²
Resistiivisyys (4H-Si) ≥1E9 Ω·cm   ≥1E5 Ω·cm
Ensisijainen tasainen suunta (10–10) ±5,0°
Ensisijainen tasainen pituus 32,5 mm ±2,0 mm
Toissijainen tasainen pituus 18,0 mm ±2,0 mm
Toissijainen tasainen suunta Silikonipinta ylöspäin: 90° myötäpäivään pohjatasosta ±5,0°
Reunan poissulkeminen   3 mm  
LTV/TTV/Keula-loimi ≤3 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm   ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm
Karheus (C-pinta) Kiillottaa Ra ≤1 nm  
Karheus (Si-pinta) CMP Ra ≤0,2 nm Ra ≤0,5 nm
Reunan halkeamat voimakkaalla valolla Ei mitään   Kokonaispituus ≤10 mm; yksittäispituus ≤2 mm
Kuusikulmaiset levyt High Intensity Lightilla Kumulatiivinen pinta-ala ≤0,05% Kumulatiivinen pinta-ala ≤0,05% Kumulatiivinen pinta-ala ≤0,1 %
Polytyyppialueet voimakkaalla valolla Ei mitään   Kumulatiivinen pinta-ala ≤3%
Visuaaliset hiili-inkluusiot Kumulatiivinen pinta-ala ≤0,05%   Kumulatiivinen pinta-ala ≤3%
Piipinnan naarmut voimakkaalla valolla Ei mitään   Kumulatiivinen pituus ≤1 kiekon halkaisija
Edge Chips By High Intensity Light Ei sallittu ≥0,2 mm leveys ja syvyys   5 sallittua, ≤1 mm kukin
Piipinnan kontaminaatio voimakkaalla valolla Ei mitään   Ei mitään
Kierreruuvin sijoiltaanmeno ≤500 cm⁻² Ei saatavilla  
Pakkaus   Monikiekkokosetti tai yksittäisen kiekon säiliö  

SiC-kiekon käyttökohde

 

  • SiC-kiekkojen tehomoduulit sähköautojen inverttereille
    Korkealaatuisille piikarbidi-kiekkoalustoille rakennetut piikarbidi-kiekkopohjaiset MOSFETit ja diodit tarjoavat erittäin pienet kytkentähäviöt. Hyödyntämällä piikarbidi-kiekkoteknologiaa nämä tehomoduulit toimivat korkeammilla jännitteillä ja lämpötiloissa, mikä mahdollistaa tehokkaampien vetoinvertterien käytön. Piikarbidi-kiekkojen sirujen integrointi tehoasteisiin vähentää jäähdytystarvetta ja tilantarvetta, mikä osoittaa piikarbidi-kiekkojen innovaatioiden täyden potentiaalin.

  • Korkeataajuiset RF- ja 5G-laitteet piikarbidikiekolla
    Puolieristeisille piikarbidilevyille valmistetuilla RF-vahvistimilla ja -kytkimillä on erinomainen lämmönjohtavuus ja läpilyöntijännite. Piikarbidilevyalusta minimoi dielektriset häviöt GHz-taajuuksilla, ja piikarbidilevyjen materiaalilujuus mahdollistaa vakaan toiminnan suuritehoisissa ja korkeissa lämpötiloissa – mikä tekee piikarbidilevystä ensisijaisen valinnan seuraavan sukupolven 5G-tukiasemille ja tutkajärjestelmille.

  • Optoelektroniset ja LED-substraatit piikarbidikiekosta
    Piikarbidi-kiekkojen alustoille kasvatetut siniset ja UV-LEDit hyötyvät erinomaisesta hila-sovituksesta ja lämmönhukkauksesta. Kiillotetun C-pinnan omaavan piikarbidi-kiekon käyttö varmistaa tasaiset epitaksiaaliset kerrokset, kun taas piikarbidi-kiekon luontainen kovuus mahdollistaa kiekkojen hienon ohennuksen ja luotettavan laitepakkauksen. Tämä tekee piikarbidi-kiekosta ensisijaisen alustan suuritehoisille ja pitkäikäisille LED-sovelluksille.

SiC-kiekon kysymyksiä ja vastauksia

1. K: Miten piikarbidilevyjä valmistetaan?


A:

SiC-kiekkojen valmistusYksityiskohtaiset vaiheet

  1. piikarbidikiekotRaaka-aineiden valmistelu

    • Käytä ≥5N-laatuista piikarbidijauhetta (epäpuhtaudet ≤1 ppm).
    • Siivilöi ja esikuumenna jäännöshiili- tai typpiyhdisteiden poistamiseksi.
  1. piikarbidiSiemenkiteiden valmistus

    • Ota pala 4H-SiC-yksittäiskristallikristallilevyä ja leikkaa se 〈0001〉-suuntaan noin 10 × 10 mm²:n kokoiseksi.

    • Tarkkuuskiillotus Ra ≤0,1 nm:iin ja kiteen suuntauksen merkitseminen.

  2. piikarbidiPVT-kasvu (fysikaalinen höyrynsiirto)

    • Täytä grafiittiupokas: pohja piikarbidijauheella, yläosa siemenkiteellä.

    • Tyhjiöi 10⁻³–10⁻⁵ torrin paineeseen tai täytä erittäin puhtaalla heliumilla 1 ilmakehän paineessa.

    • Lämmönlähdevyöhykkeen lämpötilan on oltava 2100–2300 ℃, kylvövyöhykkeen lämpötilan on pidettävä 100–150 ℃ viileämpänä.

    • Säädä kasvunopeutta 1–5 mm/h:iin laadun ja läpimenon tasapainottamiseksi.

  3. piikarbidiHarkon hehkutus

    • Hehkuta kasvatettua piikarbidiharkkoa 1600–1800 ℃:n lämpötilassa 4–8 tuntia.

    • Tarkoitus: lievittää lämpöjännityksiä ja vähentää dislokaatiotiheyttä.

  4. piikarbidiVohvelin viipalointi

    • Leikkaa harkko timanttivaijerilla 0,5–1 mm paksuisiksi kiekoiksi.

    • Minimoi tärinä ja sivuttaisvoima mikrohalkeamien välttämiseksi.

  5. piikarbidiVohveliHionta ja kiillotus

    • Karkea jauhaminensahausvaurioiden poistamiseksi (karheus ~10–30 µm).

    • Hieno jauhatustasaisuuden ≤5 µm saavuttamiseksi.

    • Kemiallis-mekaaninen kiillotus (CMP)peilimäisen pinnan saavuttamiseksi (Ra ≤0,2 nm).

  6. piikarbidiVohveliPuhdistus ja tarkastus

    • UltraäänipuhdistusPiranha-liuoksessa (H2SO4:H2O2), DI-vedessä, sitten IPA:ssa.

    • XRD/Raman-spektroskopiapolytyypin (4H, 6H, 3C) vahvistamiseksi.

    • Interferometriatasaisuuden (<5 µm) ja käyristymän (<20 µm) mittaamiseen.

    • Neljän pisteen anturiresistiivisyyden testaamiseksi (esim. HPSI ≥10⁹ Ω·cm).

    • Vikatarkastuspolarisoidun valon mikroskoopilla ja naarmutestillä.

  7. piikarbidiVohveliLuokittelu ja lajittelu

    • Lajittele kiekot polytyypin ja sähköisen tyypin mukaan:

      • 4H-SiC N-tyyppi (4H-N): varauksenkuljettajien pitoisuus 10¹⁶–10¹⁸ cm⁻³

      • 4H-SiC erittäin puhdas puolieristävä (4H-HPSI): resistiivisyys ≥10⁹ Ω·cm

      • 6H-SiC N-tyyppi (6H-N)

      • Muut: 3C-SiC, P-tyyppi jne.

  8. piikarbidiVohveliPakkaus ja toimitus

    • Aseta puhtaisiin, pölyttömiin kiekkopakkauksiin.

    • Merkitse jokainen laatikko halkaisijalla, paksuudella, polytyypillä, resistiivisyysluokalla ja eränumerolla.

      piikarbidikiekot

2. K: Mitkä ovat piikarbidikiekojen tärkeimmät edut piikiekkoihin verrattuna?


A: Piikiekkoihin verrattuna SiC-kiekot mahdollistavat:

  • Korkeamman jännitteen käyttö(>1 200 V) pienemmällä päällekytkentäresistanssilla.

  • Korkeampi lämpötilan vakaus(>300 °C) ja parannettu lämmönhallinta.

  • Nopeammat kytkentänopeudetpienemmillä kytkentähäviöillä, mikä vähentää järjestelmätason jäähdytystä ja tehomuuntimien kokoa.

4. K: Mitkä yleiset viat vaikuttavat piikarbidikiekon saantoon ja suorituskykyyn?


A: Piikarbidikiekojen ensisijaisia vikoja ovat mikroputket, pohjapinnan dislokaatiot (BPD) ja pintanaarmut. Mikroputket voivat aiheuttaa katastrofaalisen laitevian; BPD:t lisäävät päällekkäisresistanssia ajan myötä; ja pintanaarmut johtavat kiekon rikkoutumiseen tai heikkoon epitaksiaaliseen kasvuun. Siksi perusteellinen tarkastus ja vikojen korjaaminen ovat välttämättömiä piikarbidikiekon saannon maksimoimiseksi.


Julkaisun aika: 30. kesäkuuta 2025