직경 150mm, 다결정 SiC 복합 기판 위에 전도성 단결정 SiC를 사용한 6인치 P형 N형
기술적 매개변수
| 크기: | 6 인치 |
| 지름: | 150mm |
| 두께: | 400-500 μm |
| 단결정 SiC 박막 매개변수 | |
| 다형체: | 4H-SiC 또는 6H-SiC |
| 도핑 농도: | 1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³ |
| 두께: | 5-20 μm |
| 면저항: | 10-1000 Ω/제곱 |
| 전자 이동도: | 800-1200 cm²/Vs |
| 홀 이동성: | 100-300 cm²/Vs |
| 다결정 SiC 버퍼층 매개변수 | |
| 두께: | 50-300 μm |
| 열전도율: | 150-300 W/m·K |
| 단결정 SiC 기판 매개변수 | |
| 다형체: | 4H-SiC 또는 6H-SiC |
| 도핑 농도: | 1×10¹⁴ - 1×10¹⁸ cm⁻³ |
| 두께: | 300-500 μm |
| 입자 크기: | > 1mm |
| 표면 거칠기: | < 0.3 mm RMS |
| 기계적 및 전기적 특성 | |
| 경도: | 모스 경도 9-10 |
| 압축 강도: | 3-4 GPa |
| 인장 강도: | 0.3-0.5 GPa |
| 분석 필드 강도: | > 2 MV/cm |
| 총 투여량 허용치: | > 10 Mrad |
| 단일 사건 효과 저항성: | > 100 MeV·cm²/mg |
| 열전도율: | 150-380 W/m·K |
| 작동 온도 범위: | -55~600°C |
주요 특징
6인치 전도성 단결정 SiC와 다결정 SiC 복합 기판은 재료 구조와 성능의 독특한 균형을 제공하여 까다로운 산업 환경에 적합합니다.
1. 비용 효율성: 다결정 SiC 기판은 완전 단결정 SiC에 비해 비용을 크게 절감하는 반면, 단결정 SiC 활성층은 소자급 성능을 보장하여 비용에 민감한 응용 분야에 이상적입니다.
2. 탁월한 전기적 특성: 단결정 SiC 층은 높은 전하 이동도(>500 cm²/V·s)와 낮은 결함 밀도를 나타내어 고주파 및 고출력 소자 작동을 지원합니다.
3. 고온 안정성: SiC는 고유의 고온 저항성(>600°C)을 지니고 있어 극한 조건에서도 복합 기판이 안정적으로 유지되므로 전기 자동차 및 산업용 모터에 적합합니다.
4.6인치 표준 웨이퍼 크기: 기존 4인치 SiC 기판과 비교하여 6인치 포맷은 칩 수율을 30% 이상 향상시켜 단위당 장치 비용을 절감합니다.
5. 전도성 설계: 사전 도핑된 N형 또는 P형 층은 소자 제조에서 이온 주입 단계를 최소화하여 생산 효율과 수율을 향상시킵니다.
6. 탁월한 열 관리: 다결정 SiC 기판의 열전도율(~120 W/m·K)은 단결정 SiC에 근접하여 고출력 장치의 열 방출 문제를 효과적으로 해결합니다.
이러한 특성 덕분에 6인치 전도성 단결정 SiC 다결정 SiC 복합 기판은 재생 에너지, 철도 운송 및 항공 우주와 같은 산업 분야에서 경쟁력 있는 솔루션으로 자리매김할 수 있습니다.
주요 응용 분야
다결정 SiC 복합 기판 위에 형성된 6인치 전도성 단결정 SiC는 여러 고수요 분야에서 성공적으로 활용되고 있습니다.
1. 전기 자동차 파워트레인: 고전압 SiC MOSFET 및 다이오드에 사용되어 인버터 효율을 향상시키고 배터리 주행 거리를 연장합니다(예: 테슬라, BYD 모델).
2. 산업용 모터 드라이브: 고온, 고주파 스위칭 전력 모듈을 구현하여 중장비 및 풍력 터빈의 에너지 소비를 줄입니다.
3. 태양광 인버터: SiC 소자는 태양열 변환 효율을 99% 이상으로 향상시키며, 복합 기판은 시스템 비용을 더욱 절감합니다.
4. 철도 운송: 고속철도 및 지하철 시스템용 견인 변환기에 적용되며, 1700V 이상의 고전압 저항과 소형 폼 팩터를 제공합니다.
5. 항공우주 분야: 위성 전력 시스템 및 항공기 엔진 제어 회로에 이상적이며, 극한의 온도와 방사선을 견딜 수 있습니다.
실제 제작 과정에서, 다결정 SiC 복합 기판 위에 형성된 6인치 전도성 단결정 SiC는 표준 SiC 소자 공정(예: 리소그래피, 에칭)과 완벽하게 호환되므로 추가적인 자본 투자가 필요하지 않습니다.
XKH 서비스
XKH는 연구 개발부터 양산에 이르기까지 6인치 전도성 단결정 SiC 다결정 SiC 복합 기판에 대한 포괄적인 지원을 제공합니다.
1. 맞춤 제작: 다양한 소자 요구 사항을 충족하기 위해 단결정층 두께(5~100μm), 도핑 농도(1e15~1e19 cm⁻³), 결정 방향(4H/6H-SiC)을 조절할 수 있습니다.
2. 웨이퍼 가공: 플러그 앤 플레이 통합을 위한 후면 박막화 및 금속화 서비스를 포함한 6인치 기판의 대량 공급.
3. 기술 검증: 재료 검증을 신속하게 진행하기 위해 XRD 결정성 분석, 홀 효과 테스트 및 열 저항 측정 등을 포함합니다.
4. 신속 프로토타이핑: 연구 기관의 개발 주기를 단축하기 위해 2~4인치 크기의 샘플(동일한 공정)을 제작합니다.
5. 고장 분석 및 최적화: 공정상의 문제점(예: 에피택셜 층 결함)에 대한 재료 수준의 해결책.
당사의 목표는 시제품 제작부터 대량 생산까지 전 과정에 걸쳐 지원을 제공하며, 6인치 전도성 단결정 SiC 다결정 SiC 복합 기판을 SiC 전력 전자 분야에서 비용 대비 성능이 우수한 솔루션으로 확립하는 것입니다.
결론
6인치 전도성 단결정 SiC와 다결정 SiC 복합 기판은 혁신적인 단결정/다결정 하이브리드 구조를 통해 성능과 비용 측면에서 획기적인 균형을 이룹니다. 전기 자동차의 확산과 4차 산업혁명의 발전에 발맞춰, 이 기판은 차세대 전력 전자 장치에 안정적인 소재 기반을 제공합니다. XKH는 SiC 기술의 잠재력을 더욱 탐구하기 위한 협력을 환영합니다.
