4 inch SiC Epitaxial Wafer 4H-N Diameter 100mm Dikte 350μm Prime Grade

4-inch SiC Epitaxiale Wafer 4H-N Diameter 100mm Dikte 350μm Prime Grade

Als kernmateriaal voor de productie van siliciumcarbide (SiC) vermogensapparatuur is de 4-inch SiC epitaxiale wafer gebaseerd op een 4H-N-type SiC wafer, gekweekt met behulp van chemische dampafzetting (CVD) om een zeer uniforme, lage defectdichtheid enkelkristal dunne film te produceren. De technische voordelen zijn onder meer: ​​

· Kristalstructuur​​: (0001) silicium-vlakoriëntatie met een 4° offcut om de roosterpassing te optimaliseren en micropijp/stapelfoutdefecten te verminderen.

· ​​Elektrische prestaties​​: N-type dopingconcentratie nauwkeurig gecontroleerd tussen 2×10¹⁴–2×10¹⁹ cm⁻³ (±14% tolerantie), waardoor de resistiviteit instelbaar is van 0,015–0,15 Ω·cm via in-situ dopingtechnologie.

​​

· Defectcontrole​​: Oppervlakte defectdichtheid <25 cm⁻² (TSD/TED), driehoekige defectdichtheid <0,5 cm⁻², gegarandeerd door magnetisch veld-geassisteerde groei en real-time monitoring.

Door gebruik te maken van in eigen land ontwikkelde CVD-apparatuurclusters, bereikt ZMSH volledige procescontrole van waferverwerking tot epitaxiale groei, ter ondersteuning van snelle kleine batchproeven (minimaal 50 wafers) en op maat gemaakte oplossingen voor toepassingen in nieuwe energievoertuigen, fotovoltaïsche omvormers en 5G-basisstations.

Belangrijkste parameters voor 4-inch SiC epitaxiale wafers​​

​Kernkenmerken & technische doorbraken​​ van 4-inch SiC epitaxiale wafers​​

​1. Materiaaleigenschappen​​ ​​

- Thermische geleidbaarheid​​: >350 W/m·K, waardoor stabiele werking bij >200°C wordt gegarandeerd, 3× hoger dan silicium. ​​

- Doorslagveldsterkte​​: >3 MV/cm, waardoor 10kV+ hoogspanningsapparaten met geoptimaliseerde dikte (10–100 μm) mogelijk zijn. ​​

- Draagermobiliteit​​: Elektronenmobiliteit >900 cm²/(V·s), verbeterd door gradiëntdoping voor sneller schakelen.

​​2. Procesvoordelen​​ ​​

- Dikteuniformiteit​​: <3% (9-punts test) via reactoren met dubbele temperatuurzone, ondersteuning van 5–100 μm diktecontrole. ​​

- Oppervlaktekwaliteit​​: Ra <0,5 nm (AFM), geoptimaliseerd door waterstofetsen en chemisch-mechanisch polijsten (CMP). ​​

- Defectdichtheid​​: Micropijpdichtheid <1 cm⁻², geminimaliseerd door reverse-bias annealing. ​​

3. Aanpassingsmogelijkheden​​ ​​

- Kristaloriëntatie​​: Ondersteunt (0001) silicium-vlak, (11-20) koolstof-vlak en quasi-homoepitaxiale groei voor trench MOSFET's en JBS-diodes. ​​

- Verpakkingscompatibiliteit​​: Biedt dubbelzijdig polijsten (Ra <0,5 nm) en wafer-level packaging (WLP) voor TO-247/DFN.

​​Toepassingsscenario's & technische waarde​​ van 4-inch SiC epitaxiale wafers

1. ​​Nieuwe energievoertuigen​​

​​- Hoofdaandrijvingomvormers​​: 1200V epitaxiale wafers voor SiC MOSFET-modules, waardoor de systeemefficiëntie tot 98% wordt verbeterd en het EV-bereikverlies met 10–15% wordt verminderd.
- ​​Snel opladen​​: 600V wafers die 800V-platforms mogelijk maken voor 30 minuten 80% opladen (bijv. Tesla, NIO).
​​

2. Industrie & Energie​​

​​- Zonne-omvormers​​: 1700V wafers voor DC-AC-conversie, waardoor de efficiëntie tot 99% wordt verhoogd en de LCOE met 5–8% wordt verlaagd.
- ​​Slimme netten​​: 10kV wafers voor solid-state transformatoren (SST), waardoor de transmissieverliezen worden verminderd tot <0,5%.
 

3. ​​Opto-elektronica & Sensoren​​

​​- UV-detectoren​​: Gebruikmakend van 3,2 eV bandgap voor 200–280 nm detectie in vlammonitoring en biochemische dreigingsdetectie.
- ​​GaN-on-SiC RF-apparaten​​: HEMTs op 4-inch wafers voor 5G-basisstations, met een PA-efficiëntie van 70%.
 

4. ​​Spoorwegen & Lucht- en ruimtevaart​​

- ​​Tractie-omvormers​​: Hoge temperatuur wafers (-55°C–200°C) voor IGBT-modules in hogesnelheidstreinen (AEC-Q101 gecertificeerd).
​​- Satellietvoeding​​: Stralingsbestendige wafers (>100 krad(Si)) voor DC-DC-omzetters in de diepe ruimte.

ZMSH's service van SiC wafer

1. Kerncompetenties​​
· ​​Volledige dekking​​: 2–12-inch SiC-substraten/epitaxiale wafers, inclusief 4H/6H-N, HPSI, SEMI en 3C-N polytypen.
· ​​Maatwerkfabricage​​: Op maat snijden (doorlopende gaten, sectoren), dubbelzijdig polijsten en WLP.
​​· End-to-end oplossingen​​: CVD-epitaxie, ionenimplantatie, annealing en apparaatvalidatie.
​​

2. Productiecapaciteit​​
· ​​6-inch wafers​​: 360.000 jaarlijkse capaciteit; 8-inch R&D-lijn operationeel.
· ​​Certificeringen​​: IATF 16949-gecertificeerd, >95% opbrengst voor producten van automotive-kwaliteit.
​​· Kostenleiderschap​​: 75% binnenlandse CVD-apparatuur, 25% lagere kosten versus internationale concurrenten.

Het volgende is het aanbevolen 3C-N-type voor SiC-substraten: