Estudio de caso: La innovación de ZMSH con el nuevo sustrato 4H/6H-P 3C-N SiC

Antecedentes

ZMSH ha sido durante mucho tiempo líder en tecnología de obleas y sustratos de carburo de silicio (SiC), proporcionando sustratos cristalinos 6H-SiC y 4H-SiC para la producción de alta frecuencia, alta potencia, alta temperatura,y dispositivos electrónicos resistentes a la radiaciónA medida que la demanda del mercado de dispositivos electrónicos de mayor rendimiento continúa creciendo, ZMSH ha invertido en investigación y desarrollo,que da lugar al lanzamiento de una nueva generación de sustratos de cristal 4H/6H-P 3C-N SiCEste producto integra los tradicionales sustratos de SiC de politipo 4H/6H con las nuevas películas de SiC 3C-N.ofreciendo mejoras significativas de rendimiento para dispositivos electrónicos de alta potencia y alta frecuencia de próxima generación.

Análisis de productos existentes: sustratos cristalinos de 6H-SiC y 4H-SiC

Características del producto

• Estructura de cristal: Tanto el 6H-SiC como el 4H-SiC tienen estructuras cristalinas hexagonales.mientras que el tipo 4H proporciona una mayor movilidad de electrones y una banda ancha (3.2 eV), por lo que es ideal para dispositivos de alta frecuencia y alta potencia.
• Tipo de conductividad: admite el tipo N o semi-aislante, satisfaciendo diversos requisitos de diseño del dispositivo.
• Conductividad térmica: Los sustratos de SiC ofrecen una conductividad térmica de entre 3,2 y 4,9 W/cm·K, lo que garantiza una disipación de calor eficaz, que es fundamental para la electrónica de alta temperatura.
• Propiedades mecánicas: Con una alta dureza (dureza de Mohs de 9,2), los sustratos de SiC ofrecen estabilidad mecánica, por lo que son adecuados para aplicaciones resistentes al desgaste y mecánicamente exigentes.
• Aplicaciones: Estos sustratos se utilizan principalmente en dispositivos electrónicos de potencia, dispositivos de alta frecuencia y algunas aplicaciones resistentes a altas temperaturas y radiación.

Limitaciones técnicas
Aunque el 6H-SiC y el 4H-SiC han tenido un buen rendimiento en el mercado, su rendimiento sigue siendo insuficiente en ciertas aplicaciones de alta frecuencia, alta potencia y alta temperatura.Desafíos como el alto índice de defectos, la movilidad limitada de los electrones y las limitaciones de banda significa que el rendimiento de estos materiales aún no ha respondido plenamente a las necesidades de los dispositivos electrónicos de próxima generación.el mercado exige un mayor rendimiento, materiales con menos defectos para mejorar la eficiencia y la estabilidad del dispositivo.

Innovación en el nuevo producto: sustratos de cristal de SiC 4H/6H-P 3C-N

Para hacer frente a las limitaciones de los materiales tradicionales 6H y 4H-SiC, ZMSH ha introducido el innovador4H/6H-P 3C-N SiCEl nuevo producto mejora significativamente el rendimiento del material mediante el crecimiento epitaxial de películas de 3C-N SiC en sustratos de 4H/6H-SiC.

Los avances tecnológicos

• Tecnología de integración de politipos: Utilizando la tecnología de deposición química de vapor (CVD), las películas de 3C-SiC se cultivan con precisión epitaxialmente en sustratos de 4H/6H-SiC, reduciendo el desajuste de la red y la densidad de defectos,Mejorando así la integridad estructural del material.
• Mejor movilidad de los electrones: En comparación con el 4H/6H-SiC tradicional, el cristal 3C-SiC ofrece una mayor movilidad de electrones, lo que hace que el nuevo material sea más adecuado para aplicaciones de alta frecuencia.
• Válvula de corte más alta: Las pruebas de rendimiento eléctrico muestran una mejora significativa del voltaje de ruptura, lo que hace que el producto sea más adecuado para aplicaciones de alta potencia.
• Baja tasa de defectos: Las condiciones de crecimiento optimizadas han reducido significativamente los defectos y dislocaciones del cristal, lo que permite que el material mantenga la estabilidad a largo plazo en ambientes de alta presión y alta temperatura.
• Integración optoelectrónica: El 3C-SiC tiene propiedades optoelectrónicas únicas, especialmente adecuadas para detectores ultravioleta y otras aplicaciones optoelectrónicas, ampliando el rango de aplicación del producto.

Ventajas clave del nuevo producto

• Más alta movilidad de electrones y tensión de ruptura: en comparación con el 6H y el 4H-SiC, la película 3C-N SiC permite que los dispositivos electrónicos funcionen de manera más estable en condiciones de alta frecuencia y alta potencia,con una eficiencia de transmisión mejorada y una vida útil del dispositivo más larga.
• Mejor conductividad térmica y estabilidad: El nuevo material SiC presenta una conductividad térmica y estabilidad mejoradas a altas temperaturas, lo que lo hace ideal para aplicaciones superiores a 1000 °C.
• Propiedades optoelectrónicas integradas: Las características optoelectrónicas del 3C-SiC mejoran aún más la competitividad de los sustratos de SiC en el mercado de dispositivos optoelectrónicos,especialmente en detección ultravioleta y aplicaciones de sensores ópticos.
• Estabilidad química y resistencia a la corrosión: El nuevo material SiC ha mejorado su estabilidad en entornos de corrosión química y oxidación, por lo que es adecuado para entornos industriales más exigentes.

Escenarios de aplicación

El nuevo4H/6H-P 3C-N SiCEl sustrato de cristal, con sus propiedades electrónicas y optoelectrónicas superiores, es ideal para las siguientes áreas clave:

1. Electrónica de potencia: Su alto voltaje de ruptura y su excelente conductividad térmica lo convierten en una opción ideal para dispositivos de alta potencia como MOSFET, IGBT y diodos Schottky.
2. Dispositivos de RF y microondas de alta frecuencia: La alta movilidad de los electrones hace que funcione excepcionalmente bien en dispositivos de RF y microondas de alta frecuencia.
3. Detectores de ultravioleta y optoelectrónica: Las propiedades optoelectrónicas del 3C-SiC hacen que el nuevo producto sea particularmente adecuado para el desarrollo de detectores ultravioleta y sensores optoelectrónicos.

Conclusión del caso y recomendación de un nuevo producto

ZMSH ha lanzado con éxito la nueva generación de4H/6H-P 3C-N SiClos sustratos cristalinos mediante la innovación tecnológica, mejorando significativamente la competitividad de los materiales SiC en los mercados de aplicaciones de alta potencia, alta frecuencia y optoelectrónica.Por medio del crecimiento epitaxial de películas de SiC 3C-N, el nuevo producto reduce las tasas de desajuste y defectos de la rejilla, mejora la movilidad de los electrones y el voltaje de ruptura, y garantiza un funcionamiento estable a largo plazo en ambientes hostiles.Este producto no solo es adecuado para la electrónica de potencia tradicional, sino que también amplía los escenarios de aplicación en optoelectrónica y detección ultravioleta.

ZMSH recomienda a sus clientes adoptar el nuevo4H/6H-P 3C-N SiCEl objetivo de este proyecto es desarrollar un sistema de control de las emisiones de gases de efecto invernadero, que permita a las empresas de los Estados miembros, en particular a las empresas de telecomunicaciones, desarrollar un sistema de control de las emisiones de gases de efecto invernadero, que permita a las empresas de los Estados miembros, en particular a las empresas de telecomunicaciones, desarrollar un sistema de control de las emisiones de gases de efecto invernadero.Los clientes pueden mejorar el rendimiento del producto y destacarse en un mercado cada vez más competitivo.

Recomendación del producto

4H/6H Wafer Sic tipo P 4 pulgadas 6 pulgadas Z grado P grado D grado fuera del eje 2.0°-4.0° hacia el tipo P de dopaje

Las obleas de carburo de silicio (SiC) de tipo 4H y 6H P son materiales críticos en dispositivos de semiconductores avanzados, especialmente para aplicaciones de alta potencia y alta frecuencia.alta conductividad térmica, y la excelente resistencia del campo de descomposición lo hacen ideal para operaciones en ambientes adversos donde los dispositivos tradicionales a base de silicio pueden fallar.obtenido mediante elementos como el aluminio o el boro, introduce portadores de carga positiva (agujeros), lo que permite la fabricación de dispositivos de potencia como diodos, transistores y tiristores.