碳化矽單晶片( SiC Wafer)


 

SiC是一種Ⅳ-Ⅳ族化合物半導體材料,具有多種同素異型結構。其中典型結構分為兩類,一類為類鑽石的閃鋅礦晶體結構3C-SiC (β-SiC),另一類為類纖鋅礦的六方晶體結構;典型的有6H-SiC、4H-SiC及15R-SiC稱為α-SiC。其中又以4H-SiC和6H- SiC兩種在半導體領域最常使用。SiC元件提供了較高的電流密度,SiC電流密度可輕鬆達到5甚至10 A /mm²,相較於Si的電流則是低於1A/ mm²和較高的崩潰電壓( SiC:100 V/μm、 Si: 10 V/μm)。6H-SiC和4H-SiC最大的差異在於4H-SiC的電子遷移率是6H-SiC的兩倍,這是因為4H-SiC有較高的水平轴(a- axis)移動率。

SiC材料相較於傳統半導體元件材料Si而言具有較寬的能隙(SiC:2.9eV、Si:1.1eV)及高溫穩定性(Si的工作溫度不高於85ºC,而SiC晶片卻可以在250°C仍維持一樣的效能)以及良好熱導率等特性,使得SiC適合製作成在高溫、高壓、高頻、高功率及光電等電子元件領域應用,以及適用於航空航太系統、軍用武器系統及石油探勘、核能等極端環境領域應用優勢。

磊拓科技代理的高品質SiC單晶片具有高規格及品質穩定的特色,並且能夠提供semi-insulating以及conductive兩種形式;滿足高頻元件以及高功率元件的需求。目前的技術能力,能夠出貨1MPD規格的晶片。

(一) 碳化矽晶圓產品規格( SiC Wafer Specification)

 

4-inch Specifications of 4H-SiC High-Purity Semi-Insulating Substrate

產品性能 P級 R級 D級
直徑 100.0mm+0.0/-0.5mm
表面取向 {0001}±0.2°
主參考面取向 <11-20>±5.0°
副參考面取向 順時針與主參考面90°±5.0°, Si面朝上
90.0° CW from Primary Flat ±5.0°, Si Face up
主參考面長度 32.5mm±2.0mm
副參考面長度 18.0mm±2.0mm
晶片邊緣 倒角
微管密度 ≦5個/cm2 ≦10個/cm2 ≦50個/cm2
多型 不允許 累計面積≦10%
電阻率 ≧ 1E7Ω‧cm

(面積75%)≧ 1E7Ω‧cm

厚度 500.μm±25.μm或350.0μm±25.μm
總厚度變化 10μm 15μm
彎曲值(絕對值) 25μm 30μm
翹曲度 45μm
表面粗糙度 Si-面CMP Ra≦0.5nm N/A
裂紋(強光燈觀測) 不允許
崩邊∕缺口
(漫反射光觀測)
不允許 2個,且每個長度寬度均<1.0mm

 

6-inch Specifications of 4H-SiC N-type Substrate

產品性能 標準
直徑 150.0mm±0.25mm
表面取向 偏晶向:4° 偏向<11-20>±0.5°
主參考面取向 <11-20>±5.0°
副參考面取向 N/A
主參考面長度 47.5mm±2.0mm
副參考面長度 N/A
晶片邊緣 倒角
微管密度 ≦5個/cm2
多型 不允許
電阻率 0.015Ω ‧ cm~0.028Ω ‧ cm
厚度 350.m±25.m
總厚度變化 10μm
彎曲值(絕對值) ≦40μm
翹曲度 60μm
表面處理 雙面拋光;Si面CMP
裂紋(強光燈觀測) 不允許
崩邊∕缺口
(漫反射光觀測)
不允許

 

4-inch Specifications of 4H-SiC N-type Substrate

產品性能 U級 P級 R級 D級
直徑 100.0mm+0.0/-0.5mm
表面取向 偏晶向:4° 偏向<11-20>±0.5°
主參考面取向 <11-20>±5.0°
副參考面取向 順時針與主參考面90°±5.0°, Si面朝上
主參考面長度 32.5mm±2.0mm
副參考面長度 18.0mm±2.0mm
晶片邊緣 倒角
微管密度 ≦1個/cm2 ≦5個/cm2 ≦10個/cm2 ≦50個/cm2
多型 不允許 累計面積≦10%
電阻率 0.015Ω ‧ cm~0.028Ω ‧ cm

(面積75%)0.015Ω‧cm
~0.028Ω ‧ cm

厚度 350.m±25.m或500.0μm±25.m
總厚度變化 10μm 15μm
彎曲值(絕對值) 25μm 30μm
翹曲度 45μm
表面處理 C-面:光學拋光;Si-面:化學機械拋光(CMP)
表面粗糙度 Si-面CMP Ra≦0.5nm N/A
裂紋(強光燈觀測) 不允許
崩邊∕缺口
(漫反射光觀測)
不允許 2個,且每個長度寬度均<1.0mm

(二) 碳化矽晶圓實體展示
3 inch碳化矽晶體 4 inch 碳化矽晶體

4 inch 碳化矽單晶片(N摻雜) 6 inch 碳化矽單晶片(N摻雜)