Samenvatting van SiC-wafers
Siliciumcarbide (SiC) waferszijn uitgegroeid tot het substraat bij uitstek voor hoogvermogen-, hoogfrequente en hogetemperatuurelektronica in de automobiel-, duurzame energie- en ruimtevaartsector. Ons portfolio omvat belangrijke polytypen en doteringsschema's: stikstofgedoteerd 4H (4H-N), hoogzuiver semi-isolerend (HPSI), stikstofgedoteerd 3C (3C-N) en p-type 4H/6H (4H/6H-P). Deze worden aangeboden in drie kwaliteitsklassen: PRIME (volledig gepolijste substraten van apparaatkwaliteit), DUMMY (geslepen of ongepolijst voor procesproeven) en RESEARCH (aangepaste epitaxiale lagen en doteringsprofielen voor R&D). De waferdiameters variëren van 2″, 4″, 6″, 8″ en 12″, geschikt voor zowel oudere als geavanceerde fabs. We leveren ook monokristallijne boules en nauwkeurig georiënteerde zaadkristallen ter ondersteuning van interne kristalgroei.
Onze 4H-N wafers hebben ladingsdragerdichtheden van 1×10¹⁶ tot 1×10¹⁹ cm⁻³ en soortelijke weerstanden van 0,01–10 Ω·cm, wat resulteert in een uitstekende elektronenmobiliteit en doorslagvelden van meer dan 2 MV/cm – ideaal voor Schottky-diodes, MOSFET's en JFET's. HPSI-substraten hebben een soortelijke weerstand van meer dan 1×10¹² Ω·cm met micropipe-dichtheden van minder dan 0,1 cm⁻², waardoor minimale lekstroom voor RF- en microgolfapparaten wordt gegarandeerd. Kubisch 3C-N, verkrijgbaar in 2″ en 4″ formaten, maakt hetero-epitaxie op silicium mogelijk en ondersteunt nieuwe fotonische en MEMS-toepassingen. P-type 4H/6H-P wafers, gedoteerd met aluminium tot 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³, maken complementaire apparaatarchitecturen mogelijk.
De SiC-wafers (PRIME-wafers) ondergaan chemisch-mechanisch polijsten tot een RMS-oppervlakteruwheid van <0,2 nm, een totale diktevariatie van minder dan 3 µm en een kromming van <10 µm. DUMMY-substraten versnellen de assemblage- en verpakkingstests, terwijl RESEARCH-wafers epitaxiale laagdiktes van 2–30 µm en op maat gemaakte dotering hebben. Alle producten zijn gecertificeerd door middel van röntgendiffractie (rocking curve <30 boogseconden) en Raman-spectroscopie, waarbij elektrische tests – Hall-metingen, C–V-profilering en micropipe-scanning – de naleving van JEDEC- en SEMI-normen garanderen.
Boules met een diameter tot 150 mm worden gekweekt via PVT en CVD met dislocatiedichtheden onder 1×10³ cm⁻² en een laag aantal micropipes. Zaadkristallen worden gesneden met een nauwkeurigheid van 0,1° ten opzichte van de c-as om reproduceerbare groei en een hoge snijopbrengst te garanderen.
Door meerdere polytypen, dopingvarianten, kwaliteitsklassen, SiC-waferformaten en eigen boule- en zaadkristalproductie te combineren, stroomlijnt ons SiC-substraatplatform de toeleveringsketens en versnelt het de ontwikkeling van apparaten voor elektrische voertuigen, slimme netwerken en toepassingen in veeleisende omgevingen.
Samenvatting van SiC-wafers
Siliciumcarbide (SiC) wafersSiC-substraten zijn de voorkeurskeuze geworden voor hoogvermogen-, hoogfrequentie- en hogetemperatuurelektronica in de automobiel-, duurzame energie- en ruimtevaartsector. Ons portfolio omvat belangrijke polytypen en doteringsschema's: stikstofgedoteerd 4H (4H-N), hoogzuiver semi-isolerend (HPSI), stikstofgedoteerd 3C (3C-N) en p-type 4H/6H (4H/6H-P), aangeboden in drie kwaliteitsklassen: SiC-wafersPRIME (volledig gepolijste substraten van apparaatkwaliteit), DUMMY (geslepen of ongepolijst voor procesproeven) en RESEARCH (aangepaste epitaxiale lagen en doteringsprofielen voor R&D). SiC-wafers zijn verkrijgbaar in diameters van 2″, 4″, 6″, 8″ en 12″, geschikt voor zowel oudere als geavanceerde productieprocessen. We leveren ook monokristallijne boules en nauwkeurig georiënteerde zaadkristallen ter ondersteuning van interne kristalgroei.
Onze 4H-N SiC-wafers hebben ladingsdragerdichtheden van 1×10¹⁶ tot 1×10¹⁹ cm⁻³ en soortelijke weerstanden van 0,01–10 Ω·cm, wat resulteert in een uitstekende elektronenmobiliteit en doorslagvelden van meer dan 2 MV/cm – ideaal voor Schottky-diodes, MOSFET's en JFET's. HPSI-substraten hebben een soortelijke weerstand van meer dan 1×10¹² Ω·cm met micropipe-dichtheden van minder dan 0,1 cm⁻², wat minimale lekstroom garandeert voor RF- en microgolfapparaten. Kubisch 3C-N, verkrijgbaar in 2″ en 4″ formaten, maakt hetero-epitaxie op silicium mogelijk en ondersteunt nieuwe fotonische en MEMS-toepassingen. SiC-wafers van het P-type 4H/6H-P, gedoteerd met aluminium tot 1×10¹⁶–5×10¹⁸ cm⁻³, maken complementaire apparaatarchitecturen mogelijk.
De PRIME SiC-wafers ondergaan chemisch-mechanisch polijsten tot een RMS-oppervlakteruwheid van <0,2 nm, een totale diktevariatie van minder dan 3 µm en een kromming van <10 µm. DUMMY-substraten versnellen de assemblage- en verpakkingstests, terwijl RESEARCH-wafers epitaxiale laagdiktes van 2–30 µm en op maat gemaakte dotering hebben. Alle producten zijn gecertificeerd door middel van röntgendiffractie (rocking curve <30 boogseconden) en Raman-spectroscopie, waarbij elektrische tests – Hall-metingen, C–V-profilering en micropipe-scanning – de naleving van JEDEC- en SEMI-normen garanderen.
Boules met een diameter tot 150 mm worden gekweekt via PVT en CVD met dislocatiedichtheden onder 1×10³ cm⁻² en een laag aantal micropipes. Zaadkristallen worden gesneden met een nauwkeurigheid van 0,1° ten opzichte van de c-as om reproduceerbare groei en een hoge snijopbrengst te garanderen.
Door meerdere polytypen, dopingvarianten, kwaliteitsklassen, SiC-waferformaten en eigen boule- en zaadkristalproductie te combineren, stroomlijnt ons SiC-substraatplatform de toeleveringsketens en versnelt het de ontwikkeling van apparaten voor elektrische voertuigen, slimme netwerken en toepassingen in veeleisende omgevingen.
afbeelding van een SiC-wafer
Gegevensblad van een 6-inch 4H-N type SiC-wafer
| Gegevensblad voor 6-inch SiC-wafers | ||||
| Parameter | Subparameter | Z-klasse | P-klasse | D-cijfer |
| Diameter | 149,5–150,0 mm | 149,5–150,0 mm | 149,5–150,0 mm | |
| Dikte | 4H-N | 350 µm ± 15 µm | 350 µm ± 25 µm | 350 µm ± 25 µm |
| Dikte | 4H-SI | 500 µm ± 15 µm | 500 µm ± 25 µm | 500 µm ± 25 µm |
| Waferoriëntatie | Buiten de as: 4,0° richting <11-20> ±0,5° (4H-N); Op de as: <0001> ±0,5° (4H-SI) | Buiten de as: 4,0° richting <11-20> ±0,5° (4H-N); Op de as: <0001> ±0,5° (4H-SI) | Buiten de as: 4,0° richting <11-20> ±0,5° (4H-N); Op de as: <0001> ±0,5° (4H-SI) | |
| Micropipe-dichtheid | 4H-N | ≤ 0,2 cm⁻² | ≤ 2 cm⁻² | ≤ 15 cm⁻² |
| Micropipe-dichtheid | 4H-SI | ≤ 1 cm⁻² | ≤ 5 cm⁻² | ≤ 15 cm⁻² |
| Soortelijke weerstand | 4H-N | 0,015–0,024 Ω·cm | 0,015–0,028 Ω·cm | 0,015–0,028 Ω·cm |
| Soortelijke weerstand | 4H-SI | ≥ 1×10¹⁰ Ω·cm | ≥ 1×10⁵ Ω·cm | |
| Primaire vlakke oriëntatie | [10-10] ± 5,0° | [10-10] ± 5,0° | [10-10] ± 5,0° | |
| Primaire vlakke lengte | 4H-N | 47,5 mm ± 2,0 mm | ||
| Primaire vlakke lengte | 4H-SI | Inkeping | ||
| Randuitsluiting | 3 mm | |||
| Warp/LTV/TTV/Bow | ≤2,5 µm / ≤6 µm / ≤25 µm / ≤35 µm | ≤5 µm / ≤15 µm / ≤40 µm / ≤60 µm | ||
| Ruwheid | Pools | Ra ≤ 1 nm | ||
| Ruwheid | CMP | Ra ≤ 0,2 nm | Ra ≤ 0,5 nm | |
| Randscheuren | Geen | Cumulatieve lengte ≤ 20 mm, enkelvoudig ≤ 2 mm | ||
| Zeshoekige platen | Cumulatief oppervlak ≤ 0,05% | Cumulatief oppervlak ≤ 0,1% | Cumulatief oppervlak ≤ 1% | |
| Polytypegebieden | Geen | Cumulatief oppervlak ≤ 3% | Cumulatief oppervlak ≤ 3% | |
| Koolstofinsluitingen | Cumulatief oppervlak ≤ 0,05% | Cumulatief oppervlak ≤ 3% | ||
| Oppervlakkige krassen | Geen | Cumulatieve lengte ≤ 1 × waferdiameter | ||
| Randchips | Niet toegestaan ≥ 0,2 mm breedte & diepte | Maximaal 7 chips, elk ≤ 1 mm. | ||
| TSD (Threading Screw Dislocation) | ≤ 500 cm⁻² | Niet van toepassing | ||
| BPD (Basisvlakdislocatie) | ≤ 1000 cm⁻² | Niet van toepassing | ||
| Oppervlakteverontreiniging | Geen | |||
| Verpakking | Multi-wafer cassette of single-wafer container | Multi-wafer cassette of single-wafer container | Multi-wafer cassette of single-wafer container | |
Gegevensblad van de 4-inch 4H-N type SiC-wafer
| Gegevensblad van de 4-inch SiC-wafer | |||
| Parameter | Nul MPD-productie | Standaard productiekwaliteit (P-kwaliteit) | Nepcijfer (cijfer D) |
| Diameter | 99,5 mm–100,0 mm | ||
| Dikte (4H-N) | 350 µm ± 15 µm | 350 µm ± 25 µm | |
| Dikte (4H-Si) | 500 µm ± 15 µm | 500 µm ± 25 µm | |
| Waferoriëntatie | Buiten de as: 4,0° richting <1120> ±0,5° voor 4H-N; Op de as: <0001> ±0,5° voor 4H-Si | ||
| Micropipe-dichtheid (4H-N) | ≤0,2 cm⁻² | ≤2 cm⁻² | ≤15 cm⁻² |
| Micropipe-dichtheid (4H-Si) | ≤1 cm⁻² | ≤5 cm⁻² | ≤15 cm⁻² |
| Soortelijke weerstand (4H-N) | 0,015–0,024 Ω·cm | 0,015–0,028 Ω·cm | |
| Soortelijke weerstand (4H-Si) | ≥1E10 Ω·cm | ≥1E5 Ω·cm | |
| Primaire vlakke oriëntatie | [10-10] ±5,0° | ||
| Primaire vlakke lengte | 32,5 mm ±2,0 mm | ||
| Secundaire vlakke lengte | 18,0 mm ±2,0 mm | ||
| Secundaire vlakke oriëntatie | Siliconenzijde naar boven: 90° met de klok mee vanaf het primaire vlak ±5,0° | ||
| Randuitsluiting | 3 mm | ||
| LTV/TTV/Boogvervorming | ≤2,5 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm | ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm | |
| Ruwheid | Poolse Ra ≤1 nm; CMP Ra ≤0,2 nm | Ra ≤0,5 nm | |
| Randscheuren veroorzaakt door licht met hoge intensiteit | Geen | Geen | Cumulatieve lengte ≤10 mm; individuele lengte ≤2 mm |
| Hex-platen door middel van licht met hoge intensiteit | Cumulatief oppervlak ≤0,05% | Cumulatief oppervlak ≤0,05% | Cumulatief oppervlak ≤0,1% |
| Polytypegebieden door middel van licht met hoge intensiteit | Geen | Cumulatief oppervlak ≤3% | |
| Visuele koolstofinsluitingen | Cumulatief oppervlak ≤0,05% | Cumulatief oppervlak ≤3% | |
| Het siliconenoppervlak raakt beschadigd door fel licht. | Geen | Cumulatieve lengte ≤1 waferdiameter | |
| Randbeschadiging door licht met hoge intensiteit | Niet toegestaan met een breedte en diepte van ≥0,2 mm. | 5 toegestaan, ≤1 mm elk | |
| Verontreiniging van het siliciumoppervlak door licht met hoge intensiteit | Geen | ||
| Schroefdraaddislocatie | ≤500 cm⁻² | Niet van toepassing | |
| Verpakking | Multi-wafer cassette of single-wafer container | Multi-wafer cassette of single-wafer container | Multi-wafer cassette of single-wafer container |
Gegevensblad van de 4-inch HPSI type SiC-wafer
| Gegevensblad van de 4-inch HPSI type SiC-wafer | |||
| Parameter | Productiekwaliteit met nul MPD (Z-kwaliteit) | Standaard productiekwaliteit (P-kwaliteit) | Nepcijfer (cijfer D) |
| Diameter | 99,5–100,0 mm | ||
| Dikte (4H-Si) | 500 µm ±20 µm | 500 µm ±25 µm | |
| Waferoriëntatie | Buiten de as: 4,0° richting <11-20> ±0,5° voor 4H-N; Op de as: <0001> ±0,5° voor 4H-Si | ||
| Micropipe-dichtheid (4H-Si) | ≤1 cm⁻² | ≤5 cm⁻² | ≤15 cm⁻² |
| Soortelijke weerstand (4H-Si) | ≥1E9 Ω·cm | ≥1E5 Ω·cm | |
| Primaire vlakke oriëntatie | (10-10) ±5,0° | ||
| Primaire vlakke lengte | 32,5 mm ±2,0 mm | ||
| Secundaire vlakke lengte | 18,0 mm ±2,0 mm | ||
| Secundaire vlakke oriëntatie | Siliconenzijde naar boven: 90° met de klok mee vanaf het primaire vlak ±5,0° | ||
| Randuitsluiting | 3 mm | ||
| LTV/TTV/Boogvervorming | ≤3 µm/≤5 µm/≤15 µm/≤30 µm | ≤10 µm/≤15 µm/≤25 µm/≤40 µm | |
| Ruwheid (C-vlak) | Pools | Ra ≤1 nm | |
| Ruwheid (Si-vlak) | CMP | Ra ≤0,2 nm | Ra ≤0,5 nm |
| Randscheuren veroorzaakt door licht met hoge intensiteit | Geen | Cumulatieve lengte ≤10 mm; individuele lengte ≤2 mm | |
| Hex-platen door middel van licht met hoge intensiteit | Cumulatief oppervlak ≤0,05% | Cumulatief oppervlak ≤0,05% | Cumulatief oppervlak ≤0,1% |
| Polytypegebieden door middel van licht met hoge intensiteit | Geen | Cumulatief oppervlak ≤3% | |
| Visuele koolstofinsluitingen | Cumulatief oppervlak ≤0,05% | Cumulatief oppervlak ≤3% | |
| Het siliconenoppervlak raakt beschadigd door fel licht. | Geen | Cumulatieve lengte ≤1 waferdiameter | |
| Randbeschadiging door licht met hoge intensiteit | Niet toegestaan met een breedte en diepte van ≥0,2 mm. | 5 toegestaan, ≤1 mm elk | |
| Verontreiniging van het siliciumoppervlak door licht met hoge intensiteit | Geen | Geen | |
| Schroefdraaddislocatie | ≤500 cm⁻² | Niet van toepassing | |
| Verpakking | Multi-wafer cassette of single-wafer container | ||
Toepassing van SiC-wafers
-
SiC-wafervermogenmodules voor EV-omvormers
MOSFET's en diodes op basis van SiC-wafers, gebouwd op hoogwaardige SiC-wafersubstraten, leveren ultralage schakelverliezen. Door gebruik te maken van SiC-wafertechnologie werken deze vermogensmodules bij hogere spanningen en temperaturen, wat efficiëntere tractie-omvormers mogelijk maakt. De integratie van SiC-waferchips in vermogensmodules vermindert de koelingsbehoefte en de benodigde ruimte, waarmee het volledige potentieel van SiC-waferinnovatie wordt aangetoond. -
Hoogfrequente RF- en 5G-apparaten op SiC-wafers
RF-versterkers en -schakelaars die zijn vervaardigd op halfgeleidende SiC-wafers vertonen een superieure thermische geleidbaarheid en doorslagspanning. Het SiC-wafersubstraat minimaliseert diëlektrische verliezen bij GHz-frequenties, terwijl de materiaalkracht van SiC-wafers zorgt voor een stabiele werking onder omstandigheden met hoog vermogen en hoge temperaturen. Dit maakt SiC-wafers het substraat bij uitstek voor de volgende generatie 5G-basisstations en radarsystemen. -
Opto-elektronische en LED-substraten van SiC-wafers
Blauwe en UV-leds die op SiC-wafersubstraten worden gekweekt, profiteren van een uitstekende roosterovereenkomst en warmteafvoer. Het gebruik van een gepolijste C-face SiC-wafer zorgt voor uniforme epitaxiale lagen, terwijl de inherente hardheid van SiC-wafers fijne waferverdunning en betrouwbare apparaatverpakking mogelijk maakt. Dit maakt SiC-wafers het ideale platform voor krachtige led-toepassingen met een lange levensduur.
Vragen en antwoorden over SiC-wafers
1. V: Hoe worden SiC-wafers geproduceerd?
A:
SiC-wafers geproduceerdGedetailleerde stappen
-
SiC-wafersVoorbereiding van de grondstoffen
- Gebruik SiC-poeder van ≥5N-kwaliteit (onzuiverheden ≤1 ppm).
- Zeef en bak voor om resterende koolstof- of stikstofverbindingen te verwijderen.
-
SiCVoorbereiding van zaadkristallen
-
Neem een stuk 4H-SiC-eenkristal en snijd het langs de 〈0001〉-oriëntatie in plakjes van ongeveer 10 × 10 mm².
-
Precisiepolijsten tot Ra ≤0,1 nm en markering van de kristaloriëntatie.
-
-
SiCPVT-groei (fysisch damptransport)
-
Vul de grafietkroes: onderin met SiC-poeder, bovenin met een zaadkristal.
-
Vacuüm de ruimte tot 10⁻³–10⁻⁵ Torr of vul deze bij met zeer zuiver helium bij 1 atm.
-
Verwarm de warmtebronzone tot 2100–2300 ℃ en houd de zaadzone 100–150 ℃ koeler.
-
Regel de groeisnelheid op 1–5 mm/u om een balans te vinden tussen kwaliteit en doorvoer.
-
-
SiCIngot gloeien
-
Gloei de gegroeide SiC-staaf gedurende 4-8 uur bij 1600-1800 ℃.
-
Doel: thermische spanningen verlichten en de dislocatiedichtheid verlagen.
-
-
SiCWafer snijden
-
Gebruik een diamantdraadzaag om de staaf in plakjes van 0,5–1 mm dik te snijden.
-
Minimaliseer trillingen en zijdelingse krachten om micro-scheurtjes te voorkomen.
-
-
SiCWafeltjeSlijpen en polijsten
-
Grof malenom zaagschade te verwijderen (ruwheid ~10–30 µm).
-
Fijn malenom een vlakheid van ≤5 µm te bereiken.
-
Chemisch-mechanisch polijsten (CMP)om een spiegelglad oppervlak te bereiken (Ra ≤0,2 nm).
-
-
SiCWafeltjeReiniging en inspectie
-
Ultrasoon reinigenin Piranha-oplossing (H₂SO₄:H₂O₂), DI-water en vervolgens IPA.
-
XRD/Raman-spectroscopieom het polytype te bevestigen (4H, 6H, 3C).
-
Interferometrieom vlakheid (<5 µm) en kromming (<20 µm) te meten.
-
Vierpuntssondeom de soortelijke weerstand te testen (bijv. HPSI ≥10⁹ Ω·cm).
-
Defectinspectieonder een gepolariseerde lichtmicroscoop en met een krastester.
-
-
SiCWafeltjeClassificatie en sortering
-
Sorteer wafers op polytype en elektrisch type:
-
4H-SiC N-type (4H-N): ladingsdragerconcentratie 10¹⁶–10¹⁸ cm⁻³
-
4H-SiC hoogzuiver semi-isolerend (4H-HPSI): soortelijke weerstand ≥10⁹ Ω·cm
-
6H-SiC N-type (6H-N)
-
Andere: 3C-SiC, P-type, enz.
-
-
-
SiCWafeltjeVerpakking en verzending
-
Plaats ze in schone, stofvrije wafeldozen.
-
Label elke doos met de diameter, dikte, polytype, soortelijke weerstandswaarde en batchnummer.
-
2. V: Wat zijn de belangrijkste voordelen van SiC-wafers ten opzichte van siliciumwafers?
A: In vergelijking met siliciumwafers bieden SiC-wafers de volgende voordelen:
-
Werking bij hogere spanning(>1200 V) met een lagere aanweerstand.
-
Hogere temperatuurstabiliteit(>300 °C) en verbeterd thermisch beheer.
-
Snellere schakelsnelhedenmet lagere schakelverliezen, waardoor de systeemkoeling en de omvang van de vermogensomvormers worden verminderd.
4. V: Welke veelvoorkomende defecten beïnvloeden de opbrengst en prestaties van SiC-wafers?
A: De belangrijkste defecten in SiC-wafers zijn micropijpen, basale vlakdislocaties (BPD's) en oppervlaktekrassen. Micropijpen kunnen leiden tot catastrofale apparaatuitval; BPD's verhogen de aanweerstand in de loop van de tijd; en oppervlaktekrassen leiden tot waferbreuk of slechte epitaxiale groei. Grondige inspectie en het beperken van defecten zijn daarom essentieel om de opbrengst van SiC-wafers te maximaliseren.
Geplaatst op: 30 juni 2025