6 hüvelykes vezetőképes egykristályos SiC polikristályos SiC kompozit hordozón Átmérő 150 mm P típus N típus
Műszaki paraméterek
Méret: | 6 hüvelyk |
Átmérő: | 150 mm |
Vastagság: | 400-500 μm |
Monokristályos SiC film paraméterei | |
Politípus: | 4H-SiC vagy 6H-SiC |
Doppingkoncentráció: | 1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³ |
Vastagság: | 5-20 μm |
Lemez ellenállása: | 10-1000 Ω/négyzet |
Elektronmobilitás: | 800-1200 cm²/Vs |
Lyukmobilitás: | 100-300 cm²/Vs |
Polikristályos SiC pufferréteg paraméterei | |
Vastagság: | 50-300 μm |
Hővezető képesség: | 150-300 W/m·K |
Monokristályos SiC szubsztrát paraméterek | |
Politípus: | 4H-SiC vagy 6H-SiC |
Doppingkoncentráció: | 1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³ |
Vastagság: | 300-500 μm |
Szemcseméret: | > 1 mm |
Felületi érdesség: | < 0,3 mm RMS |
Mechanikai és elektromos tulajdonságok | |
Keménység: | 9-10 Mohs |
Nyomószilárdság: | 3-4 GPa |
Szakítószilárdság: | 0,3-0,5 GPa |
Lebontási térerősség: | > 2 MV/cm |
Teljes dózis tolerancia: | > 10 Mrad |
Egyetlen esemény hatásának ellenállása: | > 100 MeV·cm²/mg |
Hővezető képesség: | 150-380 W/m·K |
Üzemi hőmérséklet-tartomány: | -55 és 600°C között |
Főbb jellemzők
A 6 hüvelykes, polikristályos SiC kompozit hordozón lévő vezetőképes monokristályos SiC az anyagszerkezet és a teljesítmény egyedülálló egyensúlyát kínálja, így alkalmassá teszi igényes ipari környezetekre:
1. Költséghatékonyság: A polikristályos SiC alap jelentősen csökkenti a költségeket a teljesen monokristályos SiC-hoz képest, míg a monokristályos SiC aktív réteg eszközminőségű teljesítményt biztosít, ideális költségérzékeny alkalmazásokhoz.
2. Kivételes elektromos tulajdonságok: A monokristályos SiC réteg nagy töltéshordozó-mobilitással (>500 cm²/V·s) és alacsony hibasűrűséggel rendelkezik, ami nagyfrekvenciás és nagy teljesítményű eszközök működését teszi lehetővé.
3. Magas hőmérsékletű stabilitás: A SiC inherens magas hőmérsékletű ellenállása (>600°C) biztosítja, hogy a kompozit hordozó szélsőséges körülmények között is stabil marad, így alkalmas elektromos járművekhez és ipari motorokhoz.
4,6 hüvelykes szabványosított ostyaméret: A hagyományos 4 hüvelykes SiC aljzatokhoz képest a 6 hüvelykes formátum több mint 30%-kal növeli a chiphozamot, csökkentve az egységnyi eszközköltségeket.
5. Vezetőképes kialakítás: Az előre adalékolt N-típusú vagy P-típusú rétegek minimalizálják az ionbeültetés lépéseit az eszközgyártásban, javítva a termelési hatékonyságot és a hozamot.
6. Kiváló hővezetés: A polikristályos SiC alap hővezető képessége (~120 W/m·K) megközelíti a monokristályos SiC-ét, így hatékonyan kezeli a nagy teljesítményű eszközök hőelvezetési kihívásait.
Ezek a jellemzők a 6 hüvelykes, polikristályos SiC kompozit hordozón lévő vezetőképes monokristályos SiC-t versenyképes megoldásként helyezik elő olyan iparágak számára, mint a megújuló energia, a vasúti közlekedés és a repülőgépipar.
Elsődleges alkalmazások
A 6 hüvelykes, polikristályos SiC kompozit hordozóra felvitt vezetőképes monokristályos SiC-t sikeresen alkalmazták számos nagy keresletű területen:
1. Elektromos járművek hajtásláncai: Nagyfeszültségű SiC MOSFET-ekben és diódákban használják az inverter hatékonyságának növelésére és az akkumulátorok hatótávolságának növelésére (pl. Tesla, BYD modellek).
2. Ipari motorhajtások: Lehetővé teszik a magas hőmérsékletű, nagy kapcsolási frekvenciájú teljesítménymodulok használatát, csökkentve a nehézgépek és szélturbinák energiafogyasztását.
3. Fotovoltaikus inverterek: A SiC eszközök javítják a napenergia-konverziós hatásfokot (>99%), míg a kompozit hordozó tovább csökkenti a rendszer költségeit.
4. Vasúti közlekedés: Nagysebességű vasúti és metrórendszerek vontatási átalakítóiban alkalmazzák, nagyfeszültségű ellenállást (>1700V) és kompakt formátumot kínálva.
5. Repülőgépipar: Ideális műholdas energiaellátó rendszerekhez és repülőgép-hajtóművek vezérlő áramköreihez, képes ellenállni a szélsőséges hőmérsékleteknek és sugárzásnak.
A gyakorlatban a 6 hüvelykes vezetőképes monokristályos SiC polikristályos SiC kompozit hordozón teljes mértékben kompatibilis a standard SiC eszközfolyamatokkal (pl. litográfia, maratás), és nem igényel további tőkebefektetést.
XKH szolgáltatások
Az XKH átfogó támogatást nyújt a 6 hüvelykes, vezetőképes monokristályos SiC polikristályos SiC kompozit hordozón történő gyártásához, a K+F-től a tömeggyártásig:
1. Testreszabás: Állítható monokristályos rétegvastagság (5–100 μm), adalékkoncentráció (1e15–1e19 cm⁻³) és kristályorientáció (4H/6H-SiC) a különféle eszközigények kielégítése érdekében.
2. Ostyafeldolgozás: 6 hüvelykes hordozók nagy tételben történő szállítása hátoldali elvékonyítással és fémezési szolgáltatásokkal plug-and-play integrációhoz.
3. Műszaki validálás: Magában foglalja a röntgendiffrakciós kristályossági elemzést, a Hall-effektus vizsgálatát és a hőállóság mérését az anyagminősítés felgyorsítása érdekében.
4. Gyors prototípusgyártás: 2-4 hüvelykes minták (ugyanaz a folyamat) kutatóintézetek számára a fejlesztési ciklusok felgyorsítása érdekében.
5. Hibaelemzés és optimalizálás: Anyagszintű megoldások a feldolgozási kihívásokra (pl. epitaxiális réteghibák).
Küldetésünk, hogy a 6 hüvelykes, polikristályos SiC kompozit hordozón lévő, vezetőképes monokristályos SiC-ot a SiC teljesítményelektronika preferált költséghatékony megoldásaként pozicionáljuk, teljes körű támogatást nyújtva a prototípusgyártástól a tömeggyártásig.
Következtetés
A 6 hüvelykes, polikristályos SiC kompozit hordozón lévő vezetőképes monokristályos SiC áttörést jelentő egyensúlyt teremt a teljesítmény és a költség között innovatív mono/polikristályos hibrid szerkezetének köszönhetően. Az elektromos járművek elterjedésével és az Ipar 4.0 előrehaladásával ez a hordozó megbízható anyagalapot biztosít a következő generációs teljesítményelektronika számára. Az XKH örömmel fogadja az együttműködéseket a SiC technológia lehetőségeinek további feltárása érdekében.

