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La puce de substrat en carbure de silicium (SiC) de 10×10 mm est un matériau de base semi-conducteur monocristallin avancé, conçu pour répondre aux exigences des appareils d'électronique de puissance et optoélectroniques modernes. Connue pour son exceptionnelle capacité de dissipation thermique, sa large bande interdite électronique et son excellente robustesse chimique, le substrat SiC permet un fonctionnement fiable des composants dans des conditions extrêmes telles que les environnements à haute température, haute tension et haute fréquence de commutation. Ces puces SiC carrées, coupées avec précision à 10×10 mm, sont largement utilisées dans les laboratoires de R&D, le développement de prototypes et la fabrication d'appareils spécialisés.
La production de substrats en carbure de silicium (SiC) utilise généralement les technologies suivantes :Transport de vapeur physique (PVT) ou croissance cristalline par sublimation:
Préparation des matières premières : Des poudres de SiC ultra-pures sont placées à l'intérieur d'un creuset en graphite haute densité.
Croissance cristalline : Dans une atmosphère contrôlée et à des températures dépassant 2 000 °C, le matériau se sublime et se recondense sur un cristal germe, produisant une grande boule de SiC monocristallin avec un minimum de défauts.
Découpe du lingot : Des scies à fil diamanté coupent le lingot en tranches minces ou en petites puces.
Rodage et meulage : La planarisation de surface élimine les marques de découpe et assure une épaisseur uniforme.
Polissage chimico-mécanique (CMP) : Produit une surface lisse comme un miroir, adaptée au dépôt de couches épitaxiales.
Dopage optionnel : Introduction d'azote (type n) ou d'aluminium/bore (type p) pour ajuster les caractéristiques électriques.
Assurance qualité : Des contrôles rigoureux de la planéité, de la densité des défauts et de l'uniformité de l'épaisseur garantissent la conformité aux normes des semi-conducteurs.
Les substrats en carbure de silicium sont principalement fabriqués en structures cristallines 4H-SiC et 6H-SiC:
4H-SiC : Présente une mobilité électronique plus élevée et des performances supérieures pour l'électronique de puissance haute tension, comme les MOSFET et les diodes à barrière Schottky.
6H-SiC : Offre des propriétés adaptées aux applications RF et micro-ondes.
Les principaux avantages physiques incluent :
Large bande interdite : ~3,2–3,3 eV, assurant une tension de claquage élevée et un rendement élevé dans les dispositifs de commutation de puissance.
Conductivité thermique : 3,0–4,9 W/cm·K, offrant une excellente dissipation thermique.
Résistance mécanique : Dureté d'environ 9,2 Mohs, offrant une résistance à l'usure mécanique pendant le traitement.
Électronique de puissance : Matériau de base pour les MOSFET, IGBT et diodes Schottky à haut rendement dans les groupes motopropulseurs de véhicules électriques, le stockage d'énergie et les convertisseurs d'énergie renouvelable.
Dispositifs haute fréquence et RF : Essentiels pour les systèmes radar, les communications par satellite et les stations de base 5G.
Optoélectronique : Adapté aux LED ultraviolettes, aux diodes laser et aux photodétecteurs en raison d'une transparence aux UV supérieure.
Aérospatiale et défense : Permet le fonctionnement de l'électronique dans des conditions de rayonnement intense et de température élevée.
Recherche universitaire et industrielle : Parfait pour la caractérisation de nouveaux matériaux, les dispositifs prototypes et le développement de processus.
| Propriété | Valeur |
|---|---|
| Dimensions | 10 mm × 10 mm carré |
| Épaisseur | 330–500 µm (personnalisable) |
| Polytype | 4H-SiC ou 6H-SiC |
| Orientation | Plan C, hors axe (0°/4°) |
| Finition de surface | Poli simple/double face, prêt pour l'épi |
| Options de dopage | Type N, type P |
| Qualité | Qualité recherche ou dispositif |
Q1 : Pourquoi choisir les substrats SiC plutôt que le silicium traditionnel ?
Le SiC offre une résistance diélectrique plus élevée, des performances thermiques supérieures et des pertes de commutation significativement plus faibles, ce qui permet aux appareils d'atteindre une plus grande efficacité et fiabilité que ceux construits sur silicium.
Q2 : Ces substrats peuvent-ils être fournis avec des couches épitaxiales ?
Oui, des options prêtes pour l'épi et d'épitaxie personnalisée sont disponibles pour les exigences des appareils haute puissance, RF ou optoélectroniques.
Q3 : Proposez-vous des dimensions ou un dopage personnalisés ?
Absolument. Des tailles personnalisées, des profils de dopage et des traitements de surface sont disponibles pour répondre aux besoins spécifiques des applications.
Q4 : Comment les substrats SiC se comportent-ils dans des conditions de fonctionnement extrêmes ?
Ils maintiennent leur intégrité structurelle et leur stabilité électrique à des températures supérieures à 600 °C et dans des environnements sujets aux radiations, ce qui les rend indispensables dans les secteurs aérospatial, de la défense et de l'industrie haute puissance.