Substrats en carbure de silicium 4H-N de haute qualité (12 pouces/300 mm) pour dispositifs haute puissance

Le substrat en carbure de silicium (SiC) de 12 pouces (300 mm) représente la frontière actuelle de la technologie des semi-conducteurs à large bande interdite (WBG). Alors que l'industrie mondiale effectue une transition vers une efficacité et une densité de puissance plus élevées, cette plateforme cristalline de grand diamètre fournit la base essentielle pour l'électronique de puissance et les systèmes RF de nouvelle génération.

Avantages stratégiques clés :

• Débit massif : Par rapport aux plaquettes conventionnelles de 150 mm (6 pouces) et de 200 mm (8 pouces), le format de 300 mm offre respectivement plus de 2,2x et 1,5x la surface utilisable.

• Optimisation des coûts : Réduit considérablement le « coût par puce » en maximisant le nombre de puces produites par cycle de fabrication unique.

• Compatibilité avancée : Entièrement compatible avec les lignes de fabrication de semi-conducteurs (Fabs) modernes et entièrement automatisées de 300 mm, améliorant l'efficacité opérationnelle globale.

Offres de qualité de produit :

1. Qualité de production 4H SiC de type N : Conçu pour la fabrication de dispositifs d'alimentation de qualité commerciale à haut rendement.

2. Qualité factice 4H SiC de type N : Une solution rentable pour les tests mécaniques, l'étalonnage des équipements et la validation des processus thermiques.

3. Qualité de production 4H SiC semi-isolante (SI) : Conçu spécifiquement pour les applications RF, radar et micro-ondes nécessitant une résistivité extrême.

Carbure de silicium 4H-N (type conducteur)

Le polytype 4H-N est une structure cristalline hexagonale dopée à l'azote, connue pour ses propriétés physiques robustes. Avec une large bande interdite d'environ 3,26 eV, il offre :

• Champ électrique de claquage élevé : Permet la conception de dispositifs haute tension plus minces et plus efficaces.

• Conductivité thermique supérieure : Permet aux modules haute puissance de fonctionner avec des systèmes de refroidissement simplifiés.

• Stabilité thermique extrême : Maintient des paramètres électriques stables même dans des environnements difficiles dépassant 200 °C.

• Faible résistance à l'état passant : Optimisé pour les structures d'alimentation verticales telles que les MOSFET et les SBD en SiC.

Carbure de silicium 4H-SI (type semi-isolant)

Nos substrats SI se caractérisent par une résistivité exceptionnellement élevée et des défauts cristallins minimes. Ces substrats sont la plateforme préférée pour les dispositifs RF GaN-sur-SiC, offrant :

• Excellente isolation électrique : Élimine la conduction parasite du substrat.

• Intégrité du signal : Idéal pour les applications micro-ondes haute fréquence où une faible perte de signal est essentielle.

Notre processus de fabrication est intégré verticalement pour assurer un contrôle qualité total, de la matière première à la plaquette finie.

• Croissance par sublimation (méthode PVT) : Les cristaux de 12 pouces sont cultivés selon la méthode de transport de vapeur physique (PVT). La poudre de SiC de haute pureté est sublimée à des températures supérieures à 2000 °C sous un vide et un gradient thermique précisément contrôlés, se recristallisant sur un cristal de semence de haute qualité.

• Découpe de précision et profilage des bords : Après la croissance, les lingots de cristal sont découpés en plaquettes à l'aide d'une scie diamantée multi-fils avancée. Le traitement des bords implique un chanfreinage de précision pour éviter l'écaillage et améliorer la robustesse mécanique lors de la manipulation.

• Ingénierie de surface (CMP) : Selon l'application, nous utilisons le polissage chimico-mécanique (CMP) sur la face Si. Ce processus permet d'obtenir une surface « prête pour l'épi » avec une douceur à l'échelle atomique, en éliminant tous les dommages sous-jacents pour faciliter la croissance épitaxiale de haute qualité.

Nous utilisons un protocole d'inspection en plusieurs étapes pour garantir des performances constantes dans votre chaîne de production :

1. Métrologie optique : Mesure automatisée de la géométrie de surface pour TTV, bombement et gauchissement.

2. Évaluation cristalline : Inspection à la lumière polarisée pour les inclusions de polytype et l'analyse des contraintes.

3. Balayage des défauts de surface : Lumière de haute intensité et diffusion laser pour détecter les rayures, les piqûres et les éclats de bord.

4. Caractérisation électrique : Cartographie de la résistivité sans contact sur les zones centrales de 8 pouces et de 12 pouces complètes.

• Véhicules électriques (VE) : Essentiel pour les onduleurs de traction, les bornes de recharge rapide de 800 V et les chargeurs embarqués (OBC).

• Énergie renouvelable : Onduleurs photovoltaïques à haut rendement, convertisseurs d'énergie éolienne et systèmes de stockage d'énergie (ESS).

• Réseau intelligent : Transmission CC haute tension (HVDC) et entraînements de moteurs industriels.

• Télécommunications : Stations macro 5G/6G, amplificateurs de puissance RF et liaisons satellites.

• Aérospatiale et défense : Alimentations haute fiabilité pour les environnements aérospatiaux extrêmes.

Q1 : Comment le substrat SiC de 12 pouces améliore-t-il mon retour sur investissement ?

R : En fournissant une surface beaucoup plus grande, vous pouvez fabriquer beaucoup plus de puces par plaquette. Cela réduit les coûts fixes de traitement et de main-d'œuvre par puce, ce qui rend vos produits semi-conducteurs finaux plus compétitifs sur le marché.

Q2 : Quel est l'avantage de l'orientation hors axe de 4 degrés ?

R : L'orientation à 4° vers le plan est optimisée pour une croissance épitaxiale de haute qualité, ce qui permet d'empêcher la formation de polytypes indésirables et de réduire les dislocations du plan basal (BPD).<11-20>Q3 : Pouvez-vous fournir un marquage laser personnalisé pour la traçabilité ?

R : Oui. Nous proposons un marquage laser personnalisé sur la face C (face carbone) conformément aux normes SEMI ou aux exigences spécifiques du client afin de garantir une traçabilité complète des lots.

Q4 : Le grade factice convient-il au recuit à haute température ?

R : Oui, le grade factice de type N partage les mêmes propriétés thermiques que le grade de production, ce qui le rend parfait pour tester les cycles thermiques, l'étalonnage des fours et les systèmes de manutention.