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Sustrato Sic

Los sustratos de carburo de silicio (SiC) están adquiriendo cada vez mayor importancia en diversos campos, especialmente en la electrónica de potencia debido a sus propiedades superiores. El SiC, un semiconductor de banda ancha, ofrece múltiples ventajas sobre el silicio tradicional, incluida una mayor eficiencia energética, mayor resistencia a la temperatura y una mayor confiabilidad. Estos atributos hacen que los sustratos de SiC sean un componente clave en el desarrollo de sistemas de tecnología avanzada. El carburo de silicio, a menudo abreviado como SiC, es un compuesto de silicio y carbono. Como sustrato, sirve como base sobre la que se forman los dispositivos o circuitos. Los sustratos de SiC proporcionan la plataforma ideal para dispositivos de potencia debido a sus propiedades físicas y electrónicas únicas.

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Introducción del producto

Perfil de la empresa

Zhonggui Semiconductor, fundada en 2009, ha crecido desde sus raíces en Yangzhou Zhongding Semiconductor Company hasta convertirse en un líder en la industria de semiconductores. Aprovechando la innovación técnica del Instituto Nanos de la Academia China de Ciencias, nos especializamos en la producción y el avance tecnológico de obleas de silicio para semiconductores. Nuestra dedicación ha cultivado un equipo técnico distinguido, asegurando nuestra posición como líder de la industria.

Por qué elegirnos

Equipo de producción

Operamos una sala limpia de clase 100, equipada con máquinas cortadoras, rectificadoras, biseladoras, pulidoras mecánicas químicas, cortadoras y más. Nos dedicamos a brindarles a nuestros clientes servicios profesionales y personalizados.

Equipo profesional

Tenemos un alcance global y nuestros productos se venden en varios países, incluidos Estados Unidos, Rusia, Reino Unido, Francia, etc. Nos comprometemos a colaborar con nuestros clientes para fomentar el desarrollo mutuo y lograr asociaciones beneficiosas para todos.

Certificado

Con equipos avanzados y un sólido sistema de gestión de calidad ISO 9001, garantizamos soluciones personalizadas y de alta calidad para nuestros clientes.

Nuestra fábrica

Ubicada en la zona industrial de la ciudad Tianshan de Yangzhou, Silicore Technologies Ltd. es una fábrica de fuente directa enfocada en entregar productos personalizados a base de silicio.

Oblea de carburo de silicio

El carburo de silicio (SiC), con su naturaleza robusta y amplia gama de aplicaciones, impacta significativamente en diversas industrias gracias a sus propiedades excepcionales.

Oblea de silicio 4H

El carburo de silicio (SiC), con su naturaleza robusta y amplia gama de aplicaciones, impacta significativamente en diversas industrias gracias a sus propiedades excepcionales.

Oblea de silicio 6H

El politipo 6H se destaca por sus robustas propiedades mecánicas y se utiliza a menudo donde la durabilidad es primordial.

Sustrato Sic

Los sustratos de carburo de silicio (SiC) están hechos de un material muy puro que combina silicio y carbono. El proceso de producción comienza con una técnica de alta temperatura denominada transporte físico de vapor (PVT).

¿Qué es el sustrato Sic?

Los sustratos de carburo de silicio (SiC) están adquiriendo cada vez mayor importancia en diversos campos, especialmente en la electrónica de potencia, debido a sus propiedades superiores. El SiC, un semiconductor de banda ancha, ofrece múltiples ventajas sobre el silicio tradicional, entre ellas, una mayor eficiencia energética, mayor resistencia a la temperatura y una mayor fiabilidad. Estos atributos hacen de los sustratos de SiC un componente clave en el desarrollo de sistemas de tecnología avanzada.
El carburo de silicio, a menudo abreviado como SiC, es un compuesto de silicio y carbono. Como sustrato, sirve como base sobre la que se forman los dispositivos o circuitos. Los sustratos de SiC proporcionan la plataforma ideal para los dispositivos de potencia debido a sus propiedades físicas y electrónicas únicas.

Beneficios del sustrato Sic

Alta conductividad térmica
El SiC tiene una conductividad térmica 3-5 veces superior a la de los sustratos de silicio (Si). Esto permite una disipación más rápida del calor y ayuda a mantener baja la temperatura del dispositivo.

Alto voltaje de ruptura
Los sustratos de SiC tienen un alto voltaje de ruptura, lo que les permite soportar campos eléctricos elevados. Esto permite el desarrollo de dispositivos que pueden operar a altos voltajes y corrientes, lo que los hace ideales para aplicaciones de alta potencia.

Alta movilidad de electrones
El SiC tiene una mayor movilidad de electrones que el Si, lo que permite el desarrollo de dispositivos que pueden operar a frecuencias más altas. Esto es importante en aplicaciones como amplificadores de RF y circuitos de conmutación de alta frecuencia.

Banda ancha
El SiC tiene una banda prohibida amplia, lo que permite el desarrollo de dispositivos que pueden funcionar a temperaturas más altas. Esto es importante en aplicaciones de alta temperatura, como la electrónica de potencia y la industria aeroespacial.

Pérdidas de potencia reducidas
Los sustratos de SiC tienen una resistencia de encendido y pérdidas de conmutación menores que los sustratos de Si. Esto permite una menor pérdida de potencia y una mayor eficiencia en dispositivos electrónicos de alta potencia.

Tipo de sustrato Sic

Sustrato cerámico de nitruro de aluminio
El sistema hexagonal, compuesto de wurtzita unido covalentemente basado en la unidad estructural tetraédrica [AlN4], tiene buena conductividad térmica, aislamiento eléctrico confiable, baja constante dieléctrica y pérdida dieléctrica, no es tóxico y coincide con el coeficiente de expansión térmica del silicio, etc. Con una serie de excelentes propiedades, se considera una opción ideal para una nueva generación de sustratos semiconductores altamente integrados y materiales de empaquetado electrónico.
El proceso de preparación del polvo de AlN, la materia prima principal de la cerámica de AlN, es complejo, consume mucha energía, tiene un ciclo largo y es costoso. El alto costo limita la amplia aplicación de la cerámica de AlN, por lo que los sustratos cerámicos de AlN se utilizan principalmente en industrias de alta gama.
Sustrato cerámico de nitruro de silicio
El Si3N4 tiene tres estructuras cristalinas, a saber, fase, fase y fase. Entre ellas, fase y fase son las formas más comunes del Si3N4, y todas son estructuras hexagonales. El Si3N4 tiene excelentes propiedades, como alta dureza, alta resistencia, bajo coeficiente de expansión térmica, baja fluencia a alta temperatura, buena resistencia a la oxidación, buen rendimiento de corrosión en caliente y bajo coeficiente de fricción.
Sin embargo, la cerámica Si3N4 tiene malas propiedades dieléctricas (la constante dieléctrica es 8,3, la pérdida dieléctrica es 0.001~0,1) y un alto costo de producción, lo que limita su aplicación como sustrato cerámico para empaquetado electrónico.

Sustrato cerámico de carburo de silicio
La cerámica de SiC tiene una alta conductividad térmica. La conductividad térmica a altas temperaturas es de 100w/(m·k)~400W/(m·k), que es 13 veces la del Al2O3. Tiene buena resistencia a la oxidación, su temperatura de descomposición es superior a los 2500 grados y aún se puede utilizar en una atmósfera oxidante de 1600 grados; también tiene un buen aislamiento eléctrico y su coeficiente de expansión térmica es menor que el del Al2O3 y el AlN. La cerámica de SiC tiene fuertes propiedades de enlace covalente y no es fácil de sinterizar. A menudo se añaden pequeñas cantidades de boro o alúmina como ayudas de sinterización para aumentar la densidad. Los experimentos muestran que el berilio, el boro, el aluminio y sus compuestos son los aditivos más eficaces, que pueden hacer que la densidad de la cerámica de SiC alcance más del 98%.

Sustrato cerámico de óxido de berilio
El BeO es la única estructura de wurtzita hexagonal entre los óxidos de metales alcalinotérreos. Dado que el BeO tiene una estructura de wurtzita y un fuerte enlace covalente y una masa molecular relativa baja, tiene una alta conductividad térmica. La alúmina BeO tiene una conductividad térmica de aproximadamente 250 W/(m·K) a temperatura ambiente y es 10 veces mayor que la del metal. A altas temperaturas y altas frecuencias, tiene buenas propiedades eléctricas, buena resistencia al calor y buena resistencia al impacto. , buena estabilidad química.
Aunque el BeO tiene algunas propiedades excelentes, su inconveniente fatal es que su polvo es extremadamente tóxico. La inhalación prolongada de polvo de BeO puede causar intoxicación e incluso poner en peligro la vida, y también puede causar contaminación ambiental, lo que tiene un gran impacto en la producción y aplicación de sustratos cerámicos de BeO [5]. Además, el costo de producción del BeO es relativamente alto, lo que limita su producción y aplicación.

Sustrato cerámico de nitruro de boro
El nitruro de boro se presenta en dos formas cristalinas diferentes: hexagonal y cúbica. Entre ellas, el nitruro de boro cúbico tiene una alta dureza y puede soportar altas temperaturas de 1500 a 1600 grados, lo que lo hace adecuado para materiales superduros. En las condiciones correctas de tratamiento térmico, el nitruro de boro hexagonal puede mantener una alta estabilidad química y mecánica a temperaturas muy altas. El material de nitruro de boro tiene una alta estabilidad térmica, estabilidad química y aislamiento eléctrico. La conductividad térmica de la cerámica de nitruro de boro a temperatura ambiente es equivalente a la del acero inoxidable y sus propiedades dieléctricas son buenas. El nitruro de boro es más frágil que la mayoría de las cerámicas, tiene un pequeño coeficiente de expansión térmica, una fuerte resistencia al choque térmico y puede soportar cambios rápidos en las diferencias de temperatura por encima de los 1500 grados.

Aplicaciones del sustrato Sic

El sustrato de Sic, como representante típico de la tercera generación de materiales semiconductores, es también uno de los materiales semiconductores de banda ancha más maduros y ampliamente utilizados en la actualidad. Con sus excelentes propiedades semiconductoras, los materiales cerámicos de sustrato de Sic se han utilizado ampliamente en varios campos. Desempeña un papel innovador importante en la industria moderna. Es un material semiconductor extremadamente ideal en aplicaciones de alta temperatura, alta frecuencia, resistencia a la radiación y alta potencia. Siton era muy consciente de estas oportunidades de mercado y lanzó sustratos de empaquetado de carburo de silicio, que fueron ampliamente elogiados por los clientes. Debido a que los dispositivos de potencia de carburo de silicio pueden reducir significativamente el consumo de energía de los equipos electrónicos, los dispositivos de carburo de silicio también se conocen como "dispositivos de energía verde" que impulsan la "nueva revolución energética".

Varios sistemas motores
En el campo de las aplicaciones de alto voltaje, los dispositivos de potencia de carburo de silicio semiconductor que utilizan sustratos cerámicos de carburo de silicio tienen una reducción significativa en el consumo de energía. La generación de calor del equipo se reduce en gran medida y las pérdidas de conmutación se pueden reducir hasta en un 92%. También puede simplificar aún más el mecanismo de enfriamiento del equipo. La miniaturización del equipo reduce en gran medida el consumo de materiales metálicos para la disipación de calor.

Campo de iluminación LED de semiconductores
El sustrato de Sic tiene grandes ventajas en los LED de alta potencia. Los LED que utilizan sustratos cerámicos de Sic tienen mayor brillo, menor consumo de energía, mayor vida útil y menor área de chip unitario.

Vehículos de nueva energía
La industria automotriz de nueva energía requiere que los inversores tengan una confiabilidad que supere con creces la de los inversores industriales comunes al manejar corrientes de alta intensidad; el sustrato de SiC Sic tiene mejor disipación de calor, alta eficiencia, resistencia a altas temperaturas y alta confiabilidad. ) El sustrato cerámico cumple completamente con los requisitos de los vehículos de nueva energía. La miniaturización de los sustratos cerámicos de Sic Substrate puede reducir significativamente la pérdida de potencia de los vehículos de nueva energía, lo que les permite seguir funcionando normalmente en diversos entornos hostiles.

Procesos de tratamiento de superficies de uso común para sustratos de aluminio Sic

El sustrato de Sic tiene excelentes propiedades como alta resistencia específica, rigidez específica, resistencia al desgaste y bajo coeficiente de expansión térmica, y tiene importantes perspectivas de aplicación en la industria aeroespacial, motores de automóviles, instrumentos de precisión, empaques electrónicos, equipos deportivos, etc. Sin embargo, el carburo de silicio de aluminio es un material difícil de procesar y es difícil de producir en masa, lo que limita en gran medida su ámbito de aplicación. Esto se debe principalmente a que el procesamiento del carburo de silicio de aluminio causa graves daños a la herramienta. Si no hay una tecnología de procesamiento adecuada, el costo de la herramienta aumentará. muy alto.

Debido a la existencia de una fase de partículas en los materiales compuestos de carburo de silicio y aluminio, aumentan los defectos metalúrgicos no uniformes del material, lo que hace que la resistencia a la corrosión del material en medios corrosivos sea peor que la de la aleación de matriz sin fase de refuerzo, porque la propia fase de refuerzo puede actuar como un centro activo de corrosión y puede cambiar el proceso cinético del cambio de fase de la matriz, formando una fase precipitada que puede causar fácilmente corrosión en la interfaz entre la matriz y la fase reforzada. La tensión residual de la interfaz y las dislocaciones de alta densidad también pueden causar fácilmente corrosión por picaduras. El tratamiento eficaz de la superficie de los compuestos de carburo de silicio y aluminio puede proteger el material de los daños debidos a la corrosión, el desgaste y la oxidación a alta temperatura. Actualmente, los métodos de tratamiento de la superficie del carburo de silicio y aluminio incluyen la oxidación por microarco, el anodizado, la pasivación química, el recubrimiento orgánico y el niquelado electrolítico.

Sustrato Sic de Craftsmanship

Trituración de materia prima:Utilice una trituradora de martillos para triturar el coque de petróleo hasta el tamaño de partícula requerido por el proceso.
Dosificación y mezcla:Pesar y mezclar según la fórmula prescrita. En este proyecto se utiliza una plataforma para dosificar y una hormigonera para mezclar.
Preparación del horno eléctrico de carburo de silicio:Limpiar el material del fondo del horno, recortar los electrodos, limpiar y reparar la pared del horno, instalar la potencia y el primer engranaje, verificar y eliminar otros defectos del horno.
Carga del horno:Llene el horno con materiales de reacción, materiales de aislamiento y materiales del núcleo del horno de acuerdo con los tipos, ubicaciones y tamaños especificados de los materiales del horno, y construya paredes laterales del horno de fundición que tengan las funciones de aislamiento y retención de material.
Enviar energía para fundir carburo de silicio:Conecte el horno eléctrico de carburo de silicio al transformador y luego envíele energía. Se utiliza una llama abierta durante los primeros 15 minutos para encender el CO. El proceso de fundición dura 170 horas. Lo anterior es el proceso general de producción de carburo de silicio. El proceso de producción específico puede variar según el fabricante y los requisitos del producto.

Diferencia entre el sustrato de carburo de silicio y aluminio y el sustrato de nitruro de silicio

Los sustratos de carburo de silicio y aluminio se utilizan en vehículos ferroviarios, aviones, dispositivos IGBT semiconductores y otros campos de productos, principalmente porque los sustratos de carburo de silicio a base de aluminio tienen una alta conductividad térmica, un coeficiente de expansión térmica que se adapta mejor al chip, peso ligero, baja densidad, alta dureza y alta resistencia a la flexión.

Características y ventajas de los sustratos de carburo de silicio y de nitruro de silicio
El sustrato de carburo de silicio, carburo de silicio y aluminio (AISiC), es la abreviatura de material compuesto reforzado con partículas de carburo de silicio, también conocido como carburo de silicio y aluminio o carbono de silicio y aluminio. Tiene ventajas muy importantes y destacadas cuando se aplica a la industria militar.
● El AISiC tiene una alta conductividad térmica (170~200 W/mK), diez veces mayor que la de los materiales de embalaje generales. Puede disipar el calor generado por el chip de manera oportuna y mejorar la confiabilidad y la estabilidad de todo el componente.
●El coeficiente de expansión térmica de AISiC se adapta bien al chip semiconductor y al sustrato cerámico. El coeficiente de expansión térmica ajustable (6,5~9,5x10-6/K) puede evitar fallas por fatiga, y el chip de potencia incluso se puede instalar directamente en la placa base de AISiC. Superior.
● El sustrato de carburo de silicio es liviano, de gran dureza, de alta resistencia a la flexión y tiene buena resistencia a los terremotos. El material de elección en entornos hostiles.

Las aplicaciones de los sustratos de carburo de silicio y de nitruro de silicio son diferentes.
Los sustratos cerámicos de nitruro de silicio tienen una alta resistencia mecánica, resistencia al desgaste y buena conductividad térmica. Se utilizan principalmente en la industria aeroespacial, motores de automóviles, amortiguadores de automóviles, equipos médicos mecánicos, hornos industriales, equipos electrónicos inteligentes, módulos de alta potencia y otros campos. Propósito; El carburo de silicio se utiliza en locomotoras ferroviarias, aeronaves, dispositivos IGBT semiconductores y otros campos de productos, y también tiene buenas aplicaciones en la industria militar.

Nuestra fábrica

Nuestra especialización en obleas de silicio, cristales semilla, objetivos de silicio y espaciadores hechos a medida nos permite satisfacer diversas necesidades en las industrias de semiconductores y solar. Nuestro compromiso de brindar servicios personalizados permite a nuestros clientes lograr sus objetivos de proyecto específicos con precisión y eficiencia.

Preguntas más frecuentes

P: ¿Cuáles son las ventajas de utilizar sustratos de SiC sobre sustratos de silicio para aplicaciones de semiconductores?

R: Los sustratos de SiC ofrecen varias ventajas sobre los sustratos de silicio tradicionales, entre ellas, una mayor conductividad térmica, una banda prohibida más amplia y un mayor voltaje de ruptura. Estas propiedades permiten el desarrollo de dispositivos capaces de funcionar a temperaturas, voltajes y frecuencias más elevados, lo que resulta especialmente beneficioso para la electrónica de potencia, la electrónica de alta temperatura y las aplicaciones de RF/microondas.

P: ¿Cómo se fabrican los sustratos de SiC?

R: Los sustratos de SiC se cultivan normalmente mediante el método de transporte físico de vapor (PVT). En este proceso, la materia prima de SiC de alta pureza se coloca en un crisol y se calienta a altas temperaturas en condiciones atmosféricas controladas. El vapor de SiC se transporta desde las regiones más calientes del crisol a las regiones más frías, donde cristaliza en un cristal semilla para formar el sustrato.

P: ¿Cuál es la orientación cristalina típica de los sustratos de SiC?

R: Las orientaciones cristalinas más comunes para los sustratos de SiC son (001) y (0001), a las que se denomina politipos 4H y 6H. Estas orientaciones son las preferidas porque ofrecen una buena estabilidad estructural y son compatibles con la mayoría de los procesos de fabricación de dispositivos de SiC.

P: ¿Cómo se caracterizan los sustratos de SiC?

A: Los sustratos de SiC se caracterizan por diversas propiedades físicas y estructurales, entre ellas la calidad cristalográfica, la densidad de defectos, la conductividad eléctrica, la conductividad térmica y la rugosidad de la superficie. Para la caracterización se utilizan habitualmente técnicas como la difracción de rayos X (DRX), la microscopía electrónica de transmisión (MET) y la espectroscopia de fotoluminiscencia (PL).

P: ¿Cuál es el impacto de la calidad del sustrato en el rendimiento del dispositivo SiC?

R: La calidad del sustrato de SiC tiene un impacto significativo en el rendimiento de los dispositivos de SiC. Un sustrato de alta calidad con una baja densidad de defectos puede dar como resultado dispositivos con propiedades eléctricas mejoradas, mayor eficiencia y mayor vida útil. Por el contrario, los sustratos con una alta densidad de defectos pueden reducir el rendimiento y la confiabilidad del dispositivo.

P: ¿Qué es un material SiC?

R: El carburo de silicio (SiC) es una cerámica fina sintética y semiconductora que destaca en una amplia gama de mercados industriales. Los fabricantes se benefician de una oferta ecléctica de grados de carburo de silicio debido a la disponibilidad de estructuras de alta densidad y porosas abiertas.

P: ¿Qué es SiC en química?

A: El carburo de silicio (SiC), también conocido como carborundo (/ˌkɑːrbəˈrʌndəm/), es un compuesto químico duro que contiene silicio y carbono. Es un semiconductor y se encuentra en la naturaleza en forma de moissanita, un mineral extremadamente raro, pero se produce en masa en forma de polvo y cristal desde 1893 para su uso como abrasivo.

P: ¿Qué significa SiC en semiconductor?

R: El SiC (carburo de silicio) es un semiconductor compuesto de silicio y carburo. El SiC ofrece una serie de ventajas sobre el silicio, entre ellas, una intensidad de campo eléctrico de ruptura diez veces mayor, una brecha de banda tres veces mayor y la posibilidad de un rango más amplio de control de tipo p y n necesario para la construcción de dispositivos.

P: ¿Cómo se fabrican los sustratos de SiC?

R: En la actualidad, la producción industrial de sustrato de carburo de silicio se basa principalmente en el método PVT. Este método requiere sublimar el polvo con alta temperatura y vacío, y luego dejar que los componentes crezcan en la superficie de la semilla mediante el control del campo térmico, para así obtener los cristales de carburo de silicio.

P: ¿Cómo se conoce también al SiC?

A: El carburo de silicio, también conocido comúnmente como carborundo, es un compuesto de silicio y carbono. El carburo de silicio es un material semiconductor que está surgiendo para aplicaciones en dispositivos semiconductores. El carburo de silicio fue descubierto por Edward Acheson, de Pensilvania, en 1891.

P: ¿Cuál es la diferencia entre SiO2 y SiC?

R: A diferencia de los recubrimientos a base de SiO2, el recubrimiento a base de SiC en realidad se adhiere a la pintura y el SiC se forma como una reacción química en ese proceso, no al tener nanopartículas de cerámica flotando en una resina.

P: ¿El SiC es conductor de electricidad?

R: Desde su notable dureza y resistencia al desgaste hasta su función como semiconductor y conductor eléctrico, el carburo de silicio continúa dando forma a los avances en eficiencia y confiabilidad.

P: ¿Cuáles son los tipos de SIC?

R: Si bien existen más de 100 politipos conocidos de SiC, solo unos pocos se cultivan comúnmente en una forma reproducible aceptable para su uso como semiconductores. Los politipos de SiC más comunes que se desarrollan para la electrónica son 3C-SiC, 4H-SiC y 6H-SiC.

P: ¿Por qué es tan importante el carburo de silicio?

R: Un material con banda prohibida amplia (WBG) puede mover energía eléctrica de manera más eficiente que los semiconductores con banda prohibida más pequeña. Esto hace que el carburo de silicio sea especialmente útil para la electrónica de potencia, como los inversores de tracción en vehículos eléctricos y los convertidores CC/CC para cargadores de vehículos eléctricos y aires acondicionados (Zeeburg).

P: ¿Dónde se encuentra el carburo de silicio?

R: El carburo de silicio es el único carburo que se utiliza mucho como material cerámico. Se encuentra en la naturaleza solo en pequeñas cantidades en meteoritos, donde recibe el nombre de moissanita (por su descubridor, Moissan).

P: ¿El SiC es resistente a la corrosión?

A: El carburo de silicio sinterizado sin presión es casi universalmente resistente a la corrosión. Resiste a todos los ácidos comunes (por ejemplo, ácido clorhídrico, ácido sulfúrico, ácido bromhídrico y ácido fluorhídrico), bases (por ejemplo, aminas, potasa y sosa cáustica), todos los disolventes y medios oxidantes (por ejemplo, ácido nítrico).

P: ¿El SiO2 es bueno o malo?

R: El dióxido de silicio es un compuesto que se produce de forma natural. Existe en abundancia en las plantas y en la corteza terrestre, e incluso llega a los seres humanos y a otros animales. Todavía no hay pruebas que sugieran que el dióxido de silicio sea peligroso como aditivo alimentario. Sin embargo, inhalar regularmente polvo de silicio es muy peligroso.

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