6-inch ultrahoogspannings-SiC-epitaxiewafel van 100–500 µm voor MOSFET-apparaten

6-inch ultra-hoge spanning SiC epitaxiale wafer 100–500 μm voor MOSFET-apparaten

Dit product is een hoogzuivere, defectarme siliciumcarbide (SiC) epitaxiale laag met een dikte variërend van 100 tot 500 μm, gegroeid op een 6-inch N-type 4H-SiC geleidend substraat via chemische dampafzetting (HT-CVD) technologie bij hoge temperatuur.

Het belangrijkste ontwerpdoel is om te voldoen aan de fabricage-eisen van ultra-hoge spanning (meestal ≥10 kV) siliciumcarbide metaal-oxide-halfgeleider veldeffecttransistoren (SiC MOSFET's). Ultra-hoge spanning apparaten stellen extreem strenge eisen aan de kwaliteit van epitaxiale materialen, zoals dikte, dopinguniformiteit en defectcontrole. Deze epitaxiale wafer vertegenwoordigt een high-end materiaaloplossing die is ontwikkeld om deze uitdagingen aan te pakken.

6-inch SiC epitaxiale wafer - Belangrijkste gegevens

6-inch SiC epitaxiale wafer - Belangrijkste kenmerken

Om te voldoen aan ultra-hoge spanningstoepassingen, moet deze epitaxiale wafer de volgende kernkenmerken bezitten:

1. Ultra-dikke epitaxiale laag

• Reden: Volgens de principes van de apparaatfysica wordt de blokkeerspanning (BV) van een MOSFET primair bepaald door de dikte en de dopingconcentratie van de epitaxiale laag. Om spanningen van 10 kV of hoger te weerstaan, moet de epitaxiale laag voldoende dik zijn (meestal ondersteunt elke 100 μm dikte ongeveer 10 kV blokkeerspanning) om uit te putten en een elektrisch veld te creëren, waardoor afbraak wordt voorkomen.
• Kenmerk: Het diktebereik van 100–500 μm vormt de basis voor het ontwerpen van MOSFET-apparaten met spanningswaarden van 15 kV en hoger.

2. Uitzonderlijk nauwkeurige dopingcontrole

• Reden: De dopingconcentratie (meestal met stikstof) van de epitaxiale laag beïnvloedt direct de on-weerstand (Rds(on)) en de doorslagspanning van het apparaat. Overmatige concentratie vermindert de doorslagspanning, terwijl onvoldoende concentratie de on-weerstand verhoogt.
• Kenmerk: Extreem hoge dopinguniformiteit (binnen-wafer, wafer-tot-wafer en batch-tot-batch) moet worden gehandhaafd tijdens het dikke-film groeiproces om consistente apparaatparameters en een hoge opbrengst te garanderen.

3. Extreem lage defectdichtheid

• Reden: Defecten in de epitaxiale laag (bijv. driehoekige defecten, worteldefecten, basale vlakdislocaties (BPD's)) kunnen fungeren als concentratiepunten voor elektrische velden of recombinatiecentra voor dragers, wat leidt tot voortijdige afbraak, verhoogde lekstroom of verminderde betrouwbaarheid onder hoge spanning.
• Kenmerk: Door geoptimaliseerde groeiprocessen wordt de conversie van basale vlakdislocaties (BPD's) effectief gecontroleerd en worden fatale oppervlaktedefecten geminimaliseerd, waardoor de stabiliteit en levensduur van ultra-hoge spanning apparaten worden gewaarborgd.

4. Uitstekende oppervlaktemorfologie

• Reden: Een glad oppervlak is essentieel voor daaropvolgende hoogwaardige gate-oxidegroei en fotolithografieprocessen. Elke oppervlakteruwheid of defecten kan de integriteit van het gate-oxide aantasten, wat leidt tot onstabiele drempelspanningen en betrouwbaarheidsproblemen.
• Kenmerk: Het oppervlak is glad, vrij van groeistapeling of macroscopische defecten, en biedt een ideaal uitgangspunt voor kritische processtappen in de fabricage van ultra-hoge spanning MOSFET's.

6-inch SiC epitaxiale wafer - Belangrijkste toepassingen

Het enige doel van deze epitaxiale wafer is het produceren van ultra-hoge spanning SiC vermogens MOSFET-apparaten, voornamelijk voor next-generation energie-infrastructuurtoepassingen die hoge efficiëntie, vermogensdichtheid en betrouwbaarheid vereisen:

① Slimme netwerken en energietransmissie

• Hoogspanningsgelijkstroom (HVDC) transmissiesystemen: Gebruikt in solid-state transformatoren (SST's) en stroomonderbrekers binnen omvormerkleppen om een efficiëntere en flexibelere stroomverdeling en foutisolatie te bereiken.
• Flexibele wisselstroomtransmissiesystemen (FACTS): Gebruikt in apparaten zoals statische synchrone compensatoren (STATCOM's) om de netstabiliteit en stroomkwaliteit te verbeteren.

② Industriële aandrijvingen en grootschalige energieconversie

• Ultra-hoge spanning frequentieomvormers en motoraandrijvingen: Gebruikt in grote motoraandrijvingen voor de mijnbouw, metallurgie en chemische industrieën, waardoor de noodzaak voor omvangrijke lijnfrequentietransformatoren wordt geëlimineerd en directe middenspanningsvoeding mogelijk wordt gemaakt, waardoor de systeemefficiëntie en vermogensdichtheid aanzienlijk worden verbeterd.
• Hoogvermogen industriële voedingen: Voorbeelden zijn inductieverwarming en lasmachines.

③ Spoorwegvervoer

• Locomotieftractieomvormers: Gebruikt in next-generation hogesnelheidstreintractiesystemen, die bestand zijn tegen hogere DC-busspanningen, waardoor transmissieverliezen worden verminderd en de systeemefficiëntie wordt verbeterd.

④ Hernieuwbare energieopwekking en energieopslag

• Grootschalige fotovoltaïsche omvormerstations en windenergieomvormers: Vooral in middenspanningsnetgekoppelde scenario's kunnen ultra-hoge spanning SiC MOSFET's de systeemarchitectuur vereenvoudigen, energieconversiestadia verminderen en de algehele efficiëntie verbeteren.
• Stroomconversiesystemen (PCS) voor energieopslagsystemen (ESS): Gebruikt in grootschalige energieopslagsystemen op netniveau.

Gerelateerde SiC productaanbevelingen

1. V: Wat is het typische diktebereik voor 6-inch ultra-hoge spanning SiC epitaxiale wafers die worden gebruikt in MOSFET's?
     A: De typische dikte varieert van 100 tot 500 μm om blokkeerspanningen van 10 kV en hoger te ondersteunen.

2. V: Waarom zijn dikke SiC epitaxiale lagen vereist voor hoogspannings MOSFET-toepassingen?
     A: Dikkere epitaxiale lagen zijn essentieel om hoge elektrische velden te weerstaan en lawine-afbraak onder ultra-hoge spanningsomstandigheden te voorkomen.

Tags: #​​6Inch, #Custom, #SiC Kristal, #Hoge hardheid, #SiC, #SiC Wafer, #siliciumcarbide substraat, #Ultra-hoge spanning, #SiC epitaxiale wafer, #100–500 μm, #MOSFET-apparaten