Case Study: Innovatie van ZMSH met het nieuwe 4H/6H-P 3C-N SiC-substraat

Achtergrond

ZMSH is al lange tijd toonaangevend op het gebied van siliconcarbide (SiC) -wafers en -substraattechnologie en levert 6H-SiC- en 4H-SiC-kristallen-substraten voor de productie van hoogfrequente, hoogvermogen, hoge temperatuur,en stralingsbestendige elektronische apparatenAangezien de marktvraag naar elektronische apparaten met een hogere prestatie blijft groeien, heeft ZMSH geïnvesteerd in onderzoek en ontwikkeling.die resulteert in de lancering van een nieuwe generatie 4H/6H-P 3C-N SiC-kristalsubstratenDit product combineert traditionele 4H/6H polytype SiC-substraten met nieuwe 3C-N SiC-films.het aanbieden van significante prestatieverbeteringen voor elektronische apparaten van de volgende generatie met hoog vermogen en hoge frequentie.

Analyse van bestaande producten: 6H-SiC- en 4H-SiC-kristallensubstraten

Productkenmerken

• Kristallenstructuur: Zowel 6H-SiC als 4H-SiC hebben zeshoekige kristallenstructuren.terwijl het 4H-type een hogere elektronenmobiliteit en een bredere bandbreedte biedt (3.2 eV), waardoor het ideaal is voor apparaten met een hoge frequentie en een hoog vermogen.
• Leiderschapstype: Ondersteunt N-type of semi-isolatie en voldoet aan verschillende ontwerpvereisten van het apparaat.
• Warmtegeleidbaarheid: SiC-substraten bieden een thermische geleidbaarheid tussen 3,2 en 4,9 W/cm·K, waardoor een effectieve warmteafvoer wordt gewaarborgd, wat cruciaal is voor elektronica bij hoge temperaturen.
• Mechanische eigenschappen: Met een hoge hardheid (hardheid van Mohs 9,2) bieden SiC-substraten mechanische stabiliteit, waardoor ze geschikt zijn voor slijtvast en mechanisch veeleisende toepassingen.
• Toepassingen: Deze substraten worden hoofdzakelijk gebruikt in krachtelektronica, hoogfrequente apparaten en sommige toepassingen voor hoge temperaturen en stralingsresistentie.

Technische beperkingen
Hoewel 6H-SiC en 4H-SiC op de markt goed presteerden, is hun prestatie nog steeds te laag in bepaalde toepassingen met hoge frequentie, hoge vermogen en hoge temperatuur.Uitdagingen zoals een hoog gebrekcijfer, beperkte elektronenmobiliteit en bandgapbeperkingen betekenen dat de prestaties van deze materialen nog niet volledig voldoen aan de behoeften van elektronische apparaten van de volgende generatie.de markt vraagt om hogere prestaties, minder defecte materialen om de efficiëntie en stabiliteit van het apparaat te verbeteren.

Innovatie in het nieuwe product: 4H/6H-P 3C-N SiC-kristallensubstraten

Om de beperkingen van traditionele 6H- en 4H-SiC-materialen aan te pakken, heeft ZMSH de innovatieve4H/6H-P 3C-N SiCDoor epitaxiaal 3C-N SiC-films op 4H/6H-SiC-substraten te laten groeien, verbetert het nieuwe product de materiaalprestaties aanzienlijk.

Technologische vooruitgang

• Technologie voor integratie van polytypen: Met behulp van chemische dampdepositie (CVD) worden 3C-SiC-films nauwkeurig epitaxiaal gekweekt op 4H/6H-SiC-substraten, waardoor de niet-match van het rooster en de defectdichtheid worden verminderd,het verbeteren van de structurele integriteit van het materiaal.
• Verbeterde elektronenmobiliteit: In vergelijking met het traditionele 4H/6H-SiC biedt het 3C-SiC-kristal een hogere elektronenmobiliteit, waardoor het nieuwe materiaal beter geschikt is voor toepassingen met hoge frequentie.
• Hoger breukspanning: Elektrische prestatietests tonen een aanzienlijke verbetering van de breukspanning, waardoor het product beter geschikt is voor toepassingen met een hoog vermogen.
• Laag defectpercentage: Optimaliseerde groeiomstandigheden hebben kristaldefecten en vervorming aanzienlijk verminderd, waardoor het materiaal op lange termijn stabiel kan blijven in omgevingen met hoge druk en hoge temperatuur.
• Opto-elektronica-integratie: 3C-SiC heeft unieke opto-elektronische eigenschappen, die vooral geschikt zijn voor ultraviolette detectoren en andere opto-elektronische toepassingen, waardoor het toepassingsbereik van het product wordt uitgebreid.

Belangrijkste voordelen van het nieuwe product

• Hoger elektronenmobiliteit en afbraakspanning: in vergelijking met 6H en 4H-SiC, zorgt de 3C-N SiC-film ervoor dat elektronische apparaten stabieler kunnen werken onder hoge frequentie- en krachtoppervlakken,met verbeterde transmissie-efficiëntie en langere levensduur van het apparaat.
• Verbeterde warmtegeleiding en stabiliteit: Het nieuwe SiC-materiaal vertoont een verbeterde thermische geleidbaarheid en stabiliteit bij hoge temperaturen, waardoor het ideaal is voor toepassingen boven 1000°C.
• Geïntegreerde opto-elektronische eigenschappen: De opto-elektronische eigenschappen van 3C-SiC versterken het concurrentievermogen van SiC-substraten op de opto-elektronische apparaatmarkt,met name in ultraviolette detectie en optische sensortoepassingen.
• Chemische stabiliteit en corrosiebestendigheid: Het nieuwe SiC-materiaal is stabieler in chemische corrosie- en oxidatieomgevingen, waardoor het geschikt is voor veeleisendere industriële omgevingen.

Toepassingsscenario's

De nieuwe4H/6H-P 3C-N SiChet kristallen substraat, met zijn superieure elektronische en opto-elektronische eigenschappen, is ideaal voor de volgende belangrijke gebieden:

1. Energie-elektronica: De hoge breukspanning en de uitstekende thermische geleidbaarheid maken het een ideale keuze voor apparaten met een hoog vermogen, zoals MOSFET's, IGBT's en Schottky-diodes.
2. Hoogfrequente RF- en microgolfapparaten: De hoge elektronenmobiliteit maakt dat het uitzonderlijk goed presteert in hoogfrequente RF- en microgolfapparaten.
3. Ultraviolette detectoren en opto-elektronica: De opto­elektronica van 3C­SiC maakt het nieuwe product bijzonder geschikt voor de ontwikkeling van ultraviolette detectoren en opto­elektronica.

Conclusie van de zaak en aanbeveling van een nieuw product

ZMSH heeft met succes de nieuwe generatie4H/6H-P 3C-N SiCcrystallische substraten door middel van technologische innovatie, waardoor het concurrentievermogen van SiC-materialen op de markten voor toepassingen op het gebied van high-power, high-frequency en opto-electronica aanzienlijk wordt verbeterd.Door epitaxiaal groeiende 3C-N SiC-films, het nieuwe product vermindert de mate van niet-match en defect van het rooster, verbetert de elektronenmobiliteit en de afbraakspanning en zorgt voor langdurige stabiele werking in ruwe omgevingen.Dit product is niet alleen geschikt voor traditionele krachtelektronica, maar breidt ook toepassingsscenario's uit in opto-elektronica en ultraviolette detectie.

ZMSH beveelt haar klanten aan de nieuwe4H/6H-P 3C-N SiCHet is de bedoeling van de Europese Commissie om de nieuwe technologieën te ontwikkelen om de groei van de digitale technologieën te stimuleren.de klanten kunnen de prestaties van het product verbeteren en zich onderscheiden op een steeds concurrerender markt.

Aanbeveling van het product

4H/6H P-type Sic Wafer 4 inch 6 inch Z Grade P Grade D Grade Off Axis 2.0°-4.0° Towards P-type Doping

4H en 6H P-type siliciumcarbide (SiC) -wafers zijn cruciale materialen in geavanceerde halfgeleiderapparaten, vooral voor toepassingen met een hoog vermogen en hoge frequentie.hoge warmtegeleidbaarheid, en de uitstekende afbraakveldsterkte maken het ideaal voor gebruik in ruwe omgevingen waar traditionele siliciumgebaseerde apparaten kunnen falen.door middel van elementen zoals aluminium of boor, introduceert positieve ladingdragers (gaten), waardoor de fabricage van vermogenstoestellen zoals dioden, transistors en thyristors mogelijk is.