Wafer de carbeto de silício de alta pureza (não dopado) de 3 polegadas com substratos de SiC semi-isolantes (HPSI)

Descrição resumida:

O wafer de carbeto de silício (SiC) de alta pureza e semi-isolante (HPSI) de 3 polegadas é um substrato de qualidade premium otimizado para aplicações optoeletrônicas de alta potência e alta frequência. Fabricados com material 4H-SiC não dopado e de alta pureza, esses wafers exibem excelente condutividade térmica, amplo gap de banda e propriedades semi-isolantes excepcionais, tornando-os indispensáveis para o desenvolvimento de dispositivos avançados. Com integridade estrutural e qualidade de superfície superiores, os substratos de SiC HPSI servem como base para tecnologias de próxima geração nas indústrias de eletrônica de potência, telecomunicações e aeroespacial, impulsionando a inovação em diversos campos.

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Características

Propriedades

1. Propriedades Físicas e Estruturais
●Tipo de material: Carbeto de silício (SiC) de alta pureza (não dopado)
●Diâmetro: 3 polegadas (76,2 mm)
●Espessura: 0,33-0,5 mm, personalizável de acordo com os requisitos da aplicação.
●Estrutura cristalina: Politipo 4H-SiC com rede hexagonal, conhecido por sua alta mobilidade eletrônica e estabilidade térmica.
●Orientação:
oStandard: [0001] (plano C), adequado para uma ampla gama de aplicações.
Opcional: Inclinação fora do eixo (4° ou 8°) para melhorar o crescimento epitaxial das camadas do dispositivo.
● Planicidade: Variação total da espessura (TTV) ● Qualidade da superfície:
oPolido para baixa densidade de defeitos (densidade de microporos <10/cm²). 2. Propriedades elétricas ●Resistividade: >109^99 Ω·cm, mantida pela eliminação de dopantes intencionais.
● Rigidez dielétrica: Alta resistência à tensão com perdas dielétricas mínimas, ideal para aplicações de alta potência.
●Condutividade térmica: 3,5-4,9 W/cm·K, permitindo uma dissipação de calor eficaz em dispositivos de alto desempenho.

3. Propriedades Térmicas e Mecânicas
● Banda proibida larga: 3,26 eV, suportando operação em condições de alta tensão, alta temperatura e alta radiação.
●Dureza: Escala de Mohs 9, garantindo robustez contra o desgaste mecânico durante o processamento.
●Coeficiente de expansão térmica: 4,2×10−6/K4,2 \times 10^{-6}/\text{K}4,2×10−6/K, garantindo estabilidade dimensional sob variações de temperatura.

Parâmetro	Grau de produção	Grau de pesquisa	Nota fictícia	Unidade
Nota	Grau de produção	Grau de pesquisa	Nota fictícia
Diâmetro	76,2 ± 0,5	76,2 ± 0,5	76,2 ± 0,5	mm
Grossura	500 ± 25	500 ± 25	500 ± 25	µm
Orientação do wafer	No eixo: <0001> ± 0,5°	No eixo: <0001> ± 2,0°	No eixo: <0001> ± 2,0°	grau
Densidade de Microtubos (MPD)	≤ 1	≤ 5	≤ 10	cm−2^-2−2
Resistividade elétrica	≥ 1E10	≥ 1E5	≥ 1E5	Ω·cm
Dopante	Sem dopagem	Sem dopagem	Sem dopagem
Orientação plana primária	{1-100} ± 5,0°	{1-100} ± 5,0°	{1-100} ± 5,0°	grau
Comprimento plano primário	32,5 ± 3,0	32,5 ± 3,0	32,5 ± 3,0	mm
Comprimento plano secundário	18,0 ± 2,0	18,0 ± 2,0	18,0 ± 2,0	mm
Orientação plana secundária	90° no sentido horário a partir da superfície plana primária ± 5,0°	90° no sentido horário a partir da superfície plana primária ± 5,0°	90° no sentido horário a partir da superfície plana primária ± 5,0°	grau
Exclusão de borda	3	3	3	mm
LTV/TTV/Arco/Distorção	3 / 10 / ±30 / 40	3 / 10 / ±30 / 40	5 / 15 / ±40 / 45	µm
Rugosidade da superfície	Face Si: CMP, Face C: Polida	Face Si: CMP, Face C: Polida	Face Si: CMP, Face C: Polida
Rachaduras (Luz de Alta Intensidade)	Nenhum	Nenhum	Nenhum
Placas hexagonais (luz de alta intensidade)	Nenhum	Nenhum	Área cumulativa 10%	%
Áreas de politipagem (luz de alta intensidade)	Área cumulativa 5%	Área cumulativa 20%	Área cumulativa 30%	%
Arranhões (luz de alta intensidade)	≤ 5 arranhões, comprimento cumulativo ≤ 150	≤ 10 arranhões, comprimento cumulativo ≤ 200	≤ 10 arranhões, comprimento cumulativo ≤ 200	mm
lascamento de borda	Nenhuma ≥ 0,5 mm de largura/profundidade	2 permitido ≤ 1 mm de largura/profundidade	5 permitido ≤ 5 mm de largura/profundidade	mm
Contaminação de superfície	Nenhum	Nenhum	Nenhum

Aplicações

1. Eletrônica de Potência
A ampla banda proibida e a alta condutividade térmica dos substratos de SiC HPSI os tornam ideais para dispositivos de potência que operam em condições extremas, tais como:
●Dispositivos de alta tensão: incluindo MOSFETs, IGBTs e diodos Schottky (SBDs) para conversão de energia eficiente.
●Sistemas de energia renovável: como inversores solares e controladores de turbinas eólicas.
●Veículos Elétricos (VEs): Utilizados em inversores, carregadores e sistemas de transmissão para melhorar a eficiência e reduzir o tamanho.

2. Aplicações de RF e Micro-ondas
A alta resistividade e as baixas perdas dielétricas dos wafers HPSI são essenciais para sistemas de radiofrequência (RF) e micro-ondas, incluindo:
● Infraestrutura de telecomunicações: Estações base para redes 5G e comunicações via satélite.
●Aeroespacial e Defesa: Sistemas de radar, antenas de varredura eletrônica e componentes de aviônica.

3. Optoeletrônica
A transparência e a ampla banda proibida do 4H-SiC permitem sua utilização em dispositivos optoeletrônicos, tais como:
● Fotodetectores UV: Para monitoramento ambiental e diagnósticos médicos.
● LEDs de alta potência: Compatíveis com sistemas de iluminação de estado sólido.
●Diodos laser: Para aplicações industriais e médicas.

4. Pesquisa e Desenvolvimento
Os substratos de SiC HPSI são amplamente utilizados em laboratórios de P&D acadêmicos e industriais para explorar propriedades avançadas de materiais e fabricação de dispositivos, incluindo:
●Crescimento de camadas epitaxiais: Estudos sobre redução de defeitos e otimização de camadas.
●Estudos de Mobilidade de Portadores: Investigação do transporte de elétrons e lacunas em materiais de alta pureza.
●Prototipagem: Desenvolvimento inicial de novos dispositivos e circuitos.

Vantagens

Qualidade superior:
A alta pureza e a baixa densidade de defeitos proporcionam uma plataforma confiável para aplicações avançadas.

Estabilidade térmica:
As excelentes propriedades de dissipação de calor permitem que os dispositivos operem de forma eficiente em condições de alta potência e temperatura.

Ampla compatibilidade:
As orientações disponíveis e as opções de espessura personalizadas garantem a adaptabilidade a diversos requisitos de dispositivos.

Durabilidade:
Dureza excepcional e estabilidade estrutural minimizam o desgaste e a deformação durante o processamento e a operação.

Versatilidade:
Adequado para uma ampla gama de indústrias, desde energias renováveis até aeroespacial e telecomunicações.

Conclusão

O wafer de carbeto de silício semi-isolante de alta pureza de 3 polegadas representa o ápice da tecnologia de substratos para dispositivos optoeletrônicos de alta potência e alta frequência. Sua combinação de excelentes propriedades térmicas, elétricas e mecânicas garante desempenho confiável em ambientes desafiadores. De eletrônica de potência e sistemas de radiofrequência a optoeletrônica e pesquisa e desenvolvimento avançados, esses substratos HPSI fornecem a base para as inovações do futuro.
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