Wafer epitassiale SiC ad altissima tensione da 6 pollici 100–500 µm per dispositivi MOSFET

Wafer epitaxiale SiC ad ultraalta tensione da 6 pollici 100 ‰ 500 μm Per dispositivi MOSFET

Questo prodotto è un strato epitaxiale di carburo di silicio (SiC) di alta purezza e basso difetto, con uno spessore compreso tra 100 e 500 μm,coltivato su un substrato conduttivo 4H-SiC di tipo N di 6 pollici mediante deposizione chimica a vapore ad alta temperatura (HT-CVD).

Il suo scopo di progettazione principale è quello di soddisfare i requisiti di fabbricazione di transistor a effetto campo a carburo di silicio metallico-ossido-semiconduttore ad altissima tensione (in genere ≥ 10 kV).I dispositivi ad altissima tensione pongono richieste estremamente rigorose sulla qualità dei materiali epitaxialiQuesta wafer epitaxial rappresenta una soluzione di materiale di fascia alta sviluppata per affrontare queste sfide.

Dati chiave di 6 pollici di Wafer Epitaxial SiC

Caratteristiche chiave del wafer epitaxial SiC da 6 pollici

Per soddisfare le applicazioni ad altissima tensione, questo wafer epitaxiale deve possedere le seguenti caratteristiche fondamentali:

1Strato epitaxiale ultra-spesso

• Ragione: secondo i principi della fisica dei dispositivi, la tensione di blocco (BV) di un MOSFET è determinata principalmente dallo spessore e dalla concentrazione di doping dello strato epitaxiale.di altezza superiore a 1000 mm, lo strato epitaxiale deve essere sufficientemente spessa (in genere ogni 100 μm di spessore supporta circa 10 kV di tensione di blocco) per esaurire e stabilire un campo elettrico,prevenzione della rottura.
• Caratteristica: la gamma di spessore di 100 ‰ 500 μm fornisce la base per la progettazione di dispositivi MOSFET con tensioni nominali di 15 kV e oltre.

2Un controllo del doping eccezionalmente preciso.

• Motivo: la concentrazione di doping (in genere utilizzando azoto) dello strato epitaxiale influenza direttamente la resistenza di accensione (Rds ((on)) e la tensione di rottura del dispositivo.L' eccessiva concentrazione riduce la tensione di rottura, mentre una concentrazione insufficiente aumenta la resistenza.
• Caratteristica: Uniformità di doping estremamente elevata (in-wafer, wafer-to-wafer,e batch-to-batch) deve essere mantenuto durante tutto il processo di crescita della pellicola spessa per garantire parametri di dispositivo coerenti e un elevato rendimento.

3Densità di difetti estremamente bassa

• Motivo: i difetti nello strato epitaxiale (ad esempio difetti triangolari, difetti di carota, lussazioni del piano basale (BPD)) possono agire come punti di concentrazione del campo elettrico o centri di ricombinazione dei portatori,che portano a una rottura precoce, aumento della corrente di fuga o riduzione dell'affidabilità sotto alta tensione.
• Caratteristica: attraverso processi di crescita ottimizzati, la conversione delle lussazioni del piano basale (BPD) è efficacemente controllata e i difetti fatali della superficie sono ridotti al minimo,garantire la stabilità e la longevità dei dispositivi ad altissima tensione.

4Morfologia superficiale eccellente.

• Motivo: una superficie liscia è essenziale per la successiva crescita di ossido di cancello di alta qualità e per i processi di fotolitografia.che porta a tensioni soglia instabili e problemi di affidabilità.
• Caratteristica: la superficie è liscia, priva di gruppi di step di crescita o difetti macroscopici, fornendo un punto di partenza ideale per le fasi critiche del processo nella fabbricazione di MOSFET ad ultraalta tensione.

Wafer epitaxial 6 pollici SiC

L'unico obiettivo di questo wafer epitaxiale è la produzione di dispositivi MOSFET di potenza SiC ad altissima tensione, principalmente per applicazioni di infrastrutture energetiche di nuova generazione che richiedono un'elevata efficienza,densità di potenza, e affidabilità:

1 Reti intelligenti e trasmissione di energia

• Sistemi di trasmissione di corrente continua ad alta tensione (HVDC):Utilizzato in trasformatori a stato solido (SST) e interruttori all'interno di valvole convertitori per ottenere una distribuzione di potenza più efficiente e flessibile e un isolamento da guasti.
• Flexible AC Transmission Systems (FACTS): utilizzati in dispositivi come i compensatori statici sincroni (STATCOM) per migliorare la stabilità della rete e la qualità dell'energia.

2 Motori industriali e conversione energetica su larga scala

• Convertitori di frequenza e motori ad altissima tensione: utilizzati in grandi motori per le industrie minerarie, metallurgiche e chimiche,eliminare la necessità di trasformatori a linea di frequenza ingombranti e consentire l'alimentazione diretta a media tensione, migliorando significativamente l'efficienza del sistema e la densità di potenza.
• Prodotti industriali ad alta potenza: ad esempio macchine per il riscaldamento ad induzione e per la saldatura.

3 Trasporti ferroviari

• Convertitori di trazione per locomotive: utilizzati nei sistemi di trazione per treni ad alta velocità di nuova generazione, in grado di sopportare tensioni di bus DC più elevate,riducendo così le perdite di trasmissione e migliorando l'efficienza del sistema.

4 Produzione e stoccaggio di energia da fonti rinnovabili

• Stazioni di inversione fotovoltaica su larga scala e convertitori di energia eolica: in particolare in scenari connessi alla rete a media tensione, i MOSFET SiC ad altissima tensione possono semplificare l'architettura del sistema,ridurre le fasi di conversione dell'energia, e migliorare l'efficienza complessiva.
• Sistemi di conversione di potenza (PCS) per sistemi di accumulo di energia (ESS): utilizzati in sistemi di accumulo di energia su larga scala a livello di rete.

Raccomandazioni relative ai prodotti a base di SiC

1. D: Qual è il tipico intervallo di spessore per i Wafer epitaxiali SiC ad altissima tensione da 6 pollici utilizzati nei MOSFET?
R: Lo spessore tipico varia da 100 a 500 μm per supportare tensioni di blocco di 10 kV e superiori.

2. D: Perché sono necessari strati epitaxiali di SiC spessi per applicazioni MOSFET ad alta tensione?
R: Strati epitaxiali più spessi sono essenziali per sostenere campi elettrici elevati e prevenire la rottura di valanghe in condizioni di tensione ultra elevata.

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