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Substrato Sic

Substratos de carboneto de silício (SiC) estão se tornando cada vez mais importantes em vários campos, especialmente em eletrônica de potência devido às suas propriedades superiores. O SiC, um semicondutor de banda larga, oferece múltiplas vantagens sobre o silício tradicional, incluindo maior eficiência de energia, maior resistência à temperatura e confiabilidade aprimorada. Esses atributos tornam os substratos de SiC um componente-chave no desenvolvimento de sistemas de tecnologia avançada. O carboneto de silício, frequentemente abreviado como SiC, é um composto de silício e carbono. Como substrato, ele serve como base sobre a qual dispositivos ou circuitos são formados. Os substratos de SiC fornecem a plataforma ideal para dispositivos de energia devido às suas propriedades físicas e eletrônicas exclusivas.

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A Zhonggui Semiconductor, fundada em 2009, cresceu de suas raízes na Yangzhou Zhongding Semiconductor Company para se tornar líder na indústria de semicondutores. Aproveitando a inovação técnica do Nanos Institute da Academia Chinesa de Ciências, nos especializamos na produção e no avanço tecnológico de wafers de silício semicondutor. Nossa dedicação cultivou uma equipe técnica distinta, garantindo nossa posição como líder da indústria.

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Equipamento de produção

Operamos uma instalação de sala limpa classe 100, equipada com máquinas de fatiar, máquinas de moer, máquinas de chanfrar, máquinas de polimento químico-mecânico, máquinas de corte e muito mais. Estamos dedicados a fornecer aos nossos clientes serviços profissionais e personalizados.

Equipe profissional

Temos um alcance global com nossos produtos sendo vendidos em vários países, incluindo Estados Unidos, Rússia, Reino Unido, França e assim por diante. Estamos comprometidos em colaborar com nossos clientes para promover o desenvolvimento mútuo e alcançar parcerias ganha-ganha.

Certificado

Com equipamentos avançados e um forte sistema de gestão de qualidade ISO 9001, garantimos soluções personalizadas e de alta qualidade para nossos clientes.

Nossa fábrica

Localizada na zona industrial de Tianshan Town, em Yangzhou, a Silicore Technologies Ltd. é uma fábrica de fornecimento direto focada no fornecimento de produtos personalizados à base de silício.

Bolacha de carboneto de silício

O carboneto de silício (SiC), com sua natureza robusta e ampla gama de aplicações, impacta significativamente vários setores graças às suas propriedades excepcionais.

Bolacha de Sic 4H

O carboneto de silício (SiC), com sua natureza robusta e ampla gama de aplicações, impacta significativamente vários setores graças às suas propriedades excepcionais.

Bolacha de Sic 6H

O politipo 6H se destaca por suas propriedades mecânicas robustas e é frequentemente usado onde a durabilidade é primordial.

Substrato Sic

Substratos de Carbeto de Silício (SiC) são feitos de um material muito puro que combina silício e carbono. O processo de produção começa com uma técnica de alta temperatura chamada Transporte Físico de Vapor (PVT).

O que é substrato Sic?

Substratos de Carbeto de Silício (SiC) estão se tornando cada vez mais importantes em vários campos, especialmente em eletrônica de potência devido às suas propriedades superiores. O SiC, um semicondutor de banda larga, oferece múltiplas vantagens sobre o silício tradicional, incluindo maior eficiência de energia, maior resistência à temperatura e confiabilidade aprimorada. Esses atributos tornam os substratos de SiC um componente-chave no desenvolvimento de sistemas de tecnologia avançada.
Carbeto de Silício, frequentemente abreviado como SiC, é um composto de silício e carbono. Como substrato, ele serve como base sobre a qual dispositivos ou circuitos são formados. Substratos de SiC fornecem a plataforma ideal para dispositivos de energia devido às suas propriedades físicas e eletrônicas únicas.

Benefícios do substrato Sic

Alta condutividade térmica
O SiC tem uma condutividade térmica que é 3-5 vezes maior do que a dos substratos de silício (Si). Isso permite uma dissipação de calor mais rápida e ajuda a manter a temperatura do dispositivo baixa.

Alta Tensão de Ruptura
Substratos de SiC têm uma alta tensão de ruptura, o que permite que eles suportem altos campos elétricos. Isso permite o desenvolvimento de dispositivos que podem operar em altas tensões e correntes, tornando-os ideais para aplicações de alta potência.

Alta mobilidade eletrônica
O SiC tem uma mobilidade de elétrons maior que o Si, o que permite o desenvolvimento de dispositivos que podem operar em frequências mais altas. Isso é importante em aplicações como amplificadores de RF e circuitos de comutação de alta frequência.

Ampla lacuna de banda
O SiC tem uma ampla lacuna de banda, o que permite o desenvolvimento de dispositivos que podem operar em temperaturas mais altas. Isso é importante em aplicações de alta temperatura, como eletrônica de potência e aeroespacial.

Perdas de energia reduzidas
Substratos de SiC têm menor resistência e perdas de comutação do que substratos de Si. Isso permite perda de potência reduzida e eficiência melhorada em dispositivos eletrônicos de alta potência.

Tipo de substrato Sic

Substrato cerâmico de nitreto de alumínio
Sistema hexagonal, composto de wurtzita ligado covalentemente com base na unidade estrutural tetraédrica [AlN4], tem boa condutividade térmica, isolamento elétrico confiável, baixa constante dielétrica e perda dielétrica, não é tóxico e corresponde ao coeficiente de expansão térmica do silício, etc. Com uma série de excelentes propriedades, é considerado uma escolha ideal para uma nova geração de substratos semicondutores altamente integrados e materiais de embalagem eletrônica.
O processo de preparação do pó de AlN, a principal matéria-prima da cerâmica de AlN, é complexo, de alto consumo de energia, ciclo longo e caro. O alto custo limita a ampla aplicação da cerâmica de AlN, então os substratos de cerâmica de AlN são usados principalmente em indústrias de ponta.
Substrato cerâmico de nitreto de silício
O Si3N4 tem três estruturas cristalinas, a saber, fase, fase e fase. Entre elas, fase e fase são as formas mais comuns de Si3N4, e todas são estruturas hexagonais. O Si3N4 tem excelentes propriedades, como alta dureza, alta resistência, pequeno coeficiente de expansão térmica, pequena fluência em alta temperatura, boa resistência à oxidação, bom desempenho de corrosão a quente e pequeno coeficiente de atrito.
Entretanto, a cerâmica Si3N4 tem propriedades dielétricas ruins (constante dielétrica é 8,3, perda dielétrica é 0.001~0,1) e alto custo de produção, o que limita sua aplicação como substrato cerâmico de embalagem eletrônica.

Substrato cerâmico de carboneto de silício
Cerâmicas de SiC têm alta condutividade térmica. A condutividade térmica em altas temperaturas é de 100w/(m·k)~400W/(m·k), que é 13 vezes maior que a de Al2O3. Ela tem boa resistência à oxidação, sua temperatura de decomposição é acima de 2500 graus, e ainda pode ser usada em uma atmosfera oxidante de 1600 graus; ela também tem bom isolamento elétrico e seu coeficiente de expansão térmica é menor que Al2O3 e AlN. Cerâmicas de SiC têm fortes propriedades de ligação covalente e não são fáceis de sinterizar. Pequenas quantidades de boro ou alumina são frequentemente adicionadas como auxiliares de sinterização para aumentar a densidade. Experimentos mostram que berílio, boro, alumínio e seus compostos são os aditivos mais eficazes, o que pode fazer a densidade de cerâmicas de SiC atingir mais de 98%.

Substrato cerâmico de óxido de berílio
BeO é a única estrutura hexagonal de wurtzita entre os óxidos de metais alcalino-terrosos. Como BeO tem uma estrutura de ligação covalente forte e wurtzita e uma massa molecular relativa baixa, ele tem alta condutividade térmica. A alumina BeO é sobre Sua condutividade térmica à temperatura ambiente pode atingir 250 W/(m K), e sua condutividade térmica é 10 vezes maior do que a do metal. Em altas temperaturas e altas frequências, ele tem boas propriedades elétricas, boa resistência ao calor e boa resistência ao impacto. , boa estabilidade química.
Embora o BeO tenha algumas propriedades excelentes, sua desvantagem fatal é que seu pó é extremamente tóxico. A inalação prolongada de pó de BeO pode causar envenenamento e até mesmo risco de vida, e também pode causar poluição ambiental, o que tem um grande impacto na produção e aplicação de substratos cerâmicos de BeO [5]. Além disso, o custo de produção do BeO é relativamente alto, o que limita sua produção e aplicação.

Substrato cerâmico de nitreto de boro
O nitreto de boro vem em duas formas cristalinas diferentes: hexagonal e cúbica. Entre elas, o nitreto de boro cúbico tem alta dureza e pode suportar altas temperaturas de 1500 a 1600 graus, tornando-o adequado para materiais superduros. Sob as condições corretas de tratamento térmico, o nitreto de boro hexagonal pode manter alta estabilidade química e mecânica em temperaturas muito altas. O material de nitreto de boro tem alta estabilidade térmica, estabilidade química e isolamento elétrico. A condutividade térmica da cerâmica de nitreto de boro em temperatura ambiente é equivalente à do aço inoxidável, e suas propriedades dielétricas são boas. O nitreto de boro é mais quebradiço do que a maioria das cerâmicas, tem um pequeno coeficiente de expansão térmica, forte resistência ao choque térmico e pode suportar mudanças rápidas em diferenças de temperatura acima de 1500 graus.

Aplicações do substrato Sic

O substrato Sic, como um representante típico da terceira geração de materiais semicondutores, também é um dos materiais semicondutores de banda larga mais maduros e amplamente utilizados atualmente. Com suas excelentes propriedades semicondutoras, os materiais cerâmicos do substrato Sic têm sido amplamente utilizados em vários campos. Ele desempenha um importante papel inovador na indústria moderna. É um material semicondutor extremamente ideal em aplicações de alta temperatura, alta frequência, resistência à radiação e alta potência. A Siton estava profundamente ciente dessas oportunidades de mercado e lançou substratos de embalagem de carboneto de silício, que foram amplamente elogiados pelos clientes. Como os dispositivos de energia de carboneto de silício podem reduzir significativamente o consumo de energia de equipamentos eletrônicos, os dispositivos de carboneto de silício também são conhecidos como "dispositivos de energia verde" que impulsionam a "nova revolução energética".

Vários sistemas motores
No campo de aplicações de alta tensão, dispositivos de energia de carboneto de silício semicondutor usando substratos cerâmicos de carboneto de silício têm uma redução significativa no consumo de energia. A geração de calor do equipamento é bastante reduzida, e as perdas de comutação podem ser reduzidas em até 92%. Também pode simplificar ainda mais o mecanismo de resfriamento do equipamento. A miniaturização do equipamento reduz bastante o consumo de materiais metálicos para dissipação de calor.

Campo de iluminação LED semicondutor
O substrato Sic tem grandes vantagens em LEDs de alta potência. LEDs que usam substratos cerâmicos de substrato Sic têm maior brilho, menor consumo de energia, maior vida útil e menor área de chip unitário.

Veículos de nova energia
A nova indústria automobilística de energia exige que os inversores tenham confiabilidade que exceda em muito a dos inversores industriais comuns ao lidar com correntes de alta intensidade; o substrato SiC Sic tem melhor dissipação de calor, alta eficiência, alta resistência à temperatura e alta confiabilidade. ) O substrato cerâmico atende totalmente aos requisitos dos veículos de nova energia. A miniaturização dos substratos cerâmicos do substrato Sic pode reduzir significativamente a perda de energia dos veículos de nova energia, permitindo que eles ainda funcionem normalmente em vários ambientes adversos.

Processos de tratamento de superfície comumente usados para substrato de alumínio Sic

O substrato Sic tem excelentes propriedades, como alta resistência específica, rigidez específica, resistência ao desgaste e baixo coeficiente de expansão térmica, e tem importantes perspectivas de aplicação em aeroespacial, motores automotivos, instrumentos de precisão, embalagens eletrônicas, equipamentos esportivos, etc. No entanto, o carboneto de silício de alumínio é um material difícil de processar e é difícil de produzir em massa, o que limita muito seu escopo de aplicação. Isso ocorre principalmente porque o processamento de carboneto de silício de alumínio causa sérios danos à ferramenta. Se não houver tecnologia de processamento adequada, o custo da ferramenta aumentará. muito alto.

Devido à existência de fase de partículas em materiais compostos de carboneto de silício de alumínio, os defeitos metalúrgicos não uniformes do material são aumentados, tornando a resistência à corrosão do material em meios corrosivos pior do que a da liga de matriz sem fase de reforço, porque a própria fase de reforço pode atuar como um centro ativo de corrosão e pode alterar o processo cinético de mudança de fase da matriz, formando uma fase precipitada que pode facilmente causar corrosão na interface entre a matriz e a fase reforçada. O estresse residual da interface e as discordâncias de alta densidade também podem facilmente causar corrosão por pites. O tratamento de superfície eficaz de compostos de carboneto de silício de alumínio pode proteger o material de danos devido à corrosão, desgaste e oxidação em alta temperatura. Atualmente, os métodos de tratamento de superfície de carboneto de silício de alumínio incluem oxidação de microarco, anodização, passivação química, revestimento orgânico e revestimento de níquel químico.

Substrato Sic Artesanal

Britagem de matéria-prima:Use um britador de martelo para triturar o coque de petróleo até o tamanho de partícula exigido pelo processo.
Dosagem e mistura:Pese e misture de acordo com a fórmula prescrita. Este projeto usa uma plataforma para dosagem e um misturador de concreto para mistura.
Preparação do forno elétrico de carboneto de silício:Limpe o material do fundo do forno, apare os eletrodos, limpe e repare a parede do forno, instale a energia e a primeira engrenagem, verifique e elimine outros defeitos do forno.
Carregamento do forno:Encha o forno com materiais de reação, materiais de isolamento e materiais do núcleo do forno de acordo com os tipos, locais e tamanhos especificados dos materiais do forno e construa paredes laterais do forno de fundição que tenham as funções de isolamento e retenção de material.
Enviar energia para fundir carboneto de silício:Conecte o forno elétrico de carboneto de silício ao transformador e então envie energia. Uma chama aberta é usada pelos primeiros 15 minutos para acender o CO. O processo de fundição dura 170 horas. O acima é o processo geral de produção de carboneto de silício. O processo de produção específico pode variar dependendo do fabricante e dos requisitos do produto.

A diferença entre substrato de carboneto de silício e alumínio e substrato de nitreto de silício

Substratos de carboneto de silício e alumínio são usados em veículos ferroviários, aeronaves, dispositivos IGBT semicondutores e outros campos de produtos, principalmente porque substratos de carboneto de silício à base de alumínio têm alta condutividade térmica, um coeficiente de expansão térmica que se adapta melhor ao chip, peso leve, baixa densidade, alta dureza e alta resistência à flexão.

Características e vantagens dos substratos de carboneto de silício e substratos de nitreto de silício
Substrato de carboneto de silício carboneto de silício de alumínio (AISiC) é a abreviação de material composto reforçado com partículas de carboneto de silício, também conhecido como carboneto de silício de alumínio ou carbono de silício de alumínio. Ele tem vantagens muito importantes e notáveis quando aplicado à indústria militar.
● AISiC tem alta condutividade térmica (170~200W/mK), que é dez vezes maior que a dos materiais de embalagem em geral. Ele pode dissipar o calor gerado pelo chip em tempo hábil e melhorar a confiabilidade e a estabilidade de todo o componente.
●O coeficiente de expansão térmica do AISiC é bem combinado com o chip semicondutor e o substrato cerâmico. O coeficiente de expansão térmica ajustável (6,5~9,5x10-6/K) pode evitar falha por fadiga, e o chip de energia pode até mesmo ser instalado diretamente na placa de base AISiC. superior.
● O substrato de carboneto de silício é leve, forte em dureza, alta resistência à flexão e tem boa resistência a terremotos. O material de escolha em ambientes severos.

As aplicações dos substratos de carboneto de silício e dos substratos de nitreto de silício são diferentes
Substratos cerâmicos de nitreto de silício têm alta resistência mecânica, resistência ao desgaste e boa condutividade térmica. Eles são usados principalmente em aeroespacial, motores automotivos, amortecedores automotivos, equipamentos médicos mecânicos, fornos industriais, equipamentos eletrônicos inteligentes, módulos de alta potência e outros campos. Objetivo; O carboneto de silício é usado em locomotivas ferroviárias, aeronaves, dispositivos IGBT semicondutores e outros campos de produtos, e também tem boas aplicações na indústria militar.

Nossa fábrica

Nossa especialização em wafers de silício personalizados, cristais de semente, alvos de silício e espaçadores nos permite atender a diversas necessidades nas indústrias de semicondutores e solares. Nosso compromisso em fornecer serviços personalizados permite que nossos clientes atinjam seus objetivos específicos de projeto com precisão e eficiência.

Perguntas frequentes

P: Quais são as vantagens de usar substratos de SiC em vez de substratos de silício para aplicações de semicondutores?

R: Os substratos de SiC oferecem várias vantagens sobre os substratos de silício tradicionais, incluindo maior condutividade térmica, maior intervalo de banda e maior tensão de ruptura. Essas propriedades permitem o desenvolvimento de dispositivos capazes de operar em temperaturas, tensões e frequências mais altas, o que é particularmente benéfico para eletrônica de potência, eletrônica de alta temperatura e aplicações de RF/micro-ondas.

P: Como os substratos de SiC são fabricados?

R: Os substratos de SiC são normalmente cultivados usando o método de transporte físico de vapor (PVT). Neste processo, a matéria-prima de SiC de alta pureza é colocada em um cadinho e aquecida a altas temperaturas sob condições atmosféricas controladas. O vapor de SiC é transportado das regiões mais quentes do cadinho para as regiões mais frias, onde se cristaliza em um cristal semente para formar o substrato.

P: Qual é a orientação típica dos cristalizadores de substratos de SiC?

R: As orientações de cristal mais comuns para substratos de SiC são (001) e (0001), que são chamadas de politipos 4H e 6H. Essas orientações são preferidas porque oferecem boa estabilidade estrutural e são compatíveis com a maioria dos processos de fabricação de dispositivos de SiC.

P: Como os substratos de SiC são caracterizados?

R: Os substratos de SiC são caracterizados por várias propriedades físicas e estruturais, incluindo qualidade cristalográfica, densidade de defeitos, condutividade elétrica, condutividade térmica e rugosidade da superfície. Técnicas como difração de raios X (XRD), microscopia eletrônica de transmissão (TEM) e espectroscopia de fotoluminescência (PL) são comumente usadas para caracterização.

P: Qual é o impacto da qualidade do substrato no desempenho do dispositivo SiC?

R: A qualidade do substrato de SiC tem um impacto significativo no desempenho dos dispositivos de SiC. Um substrato de alta qualidade com baixa densidade de defeitos pode resultar em dispositivos com propriedades elétricas aprimoradas, maior eficiência e maior vida útil. Por outro lado, substratos com alta densidade de defeitos podem levar à redução do desempenho e da confiabilidade do dispositivo.

P: O que é um material SiC?

R: O carboneto de silício (SiC) é uma cerâmica fina sintética, semicondutora, que se destaca em uma ampla seção transversal de mercados industriais. Os fabricantes se beneficiam de uma oferta eclética de graus de carboneto de silício devido à disponibilidade de estruturas de alta densidade e porosas abertas.

P: O que é SiC em química?

R: O carboneto de silício (SiC), também conhecido como carborundum (/ˌkɑːrbəˈrʌndəm/), é um composto químico duro que contém silício e carbono. Um semicondutor, ocorre na natureza como o mineral extremamente raro moissanita, mas tem sido produzido em massa como pó e cristal desde 1893 para uso como abrasivo.

P: O que significa SiC em semicondutor?

A: SiC (carboneto de silício) é um semicondutor composto de silício e carboneto. O SiC fornece uma série de vantagens sobre o silício, incluindo 10x a força do campo elétrico de ruptura, 3x a lacuna de banda e permitindo uma gama mais ampla de controle do tipo p e n necessária para a construção do dispositivo.

P: Como são feitos os substratos de SiC?

A: Atualmente, a produção industrial de substrato de carboneto de silício é baseada principalmente no método PVT. Este método precisa sublimar o pó com alta temperatura e vácuo, e então deixar os componentes crescerem na superfície da semente através do controle de campo térmico, de modo a obter os cristais de carboneto de silício.

P: Como também é conhecido o SiC?

A: O carboneto de silício, também conhecido como Carborundum, é um composto de silício e carbono. O carboneto de silício é um material semicondutor como um material emergente para aplicações em dispositivos semicondutores. O carboneto de silício foi descoberto pelo pensilvânico Edward Acheson em 1891.

P: Qual é a diferença entre SiO2 e SiC?

R: Diferentemente dos revestimentos à base de SiO2, o revestimento à base de SiC se liga à tinta e o SiC é formado como uma reação química nesse processo, não por nanopartículas da cerâmica flutuando em uma resina.

P: O SiC é eletricamente condutor?

R: Desde sua notável dureza e resistência ao desgaste até seu papel como semicondutor e condutor elétrico, o carboneto de silício continua a moldar avanços em eficiência e confiabilidade.

P: Quais são os tipos de SIC?

R: Embora existam mais de 100 politipos conhecidos de SiC, apenas alguns são comumente cultivados em uma forma reproduzível aceitável para uso como semicondutores. Os politipos mais comuns de SiC sendo desenvolvidos para eletrônicos são 3C-SiC, 4H-SiC e 6H-SiC.

P: Por que o carboneto de silício é tão importante?

R: Um material de banda larga (WBG) pode mover energia elétrica de forma mais eficiente do que semicondutores de banda larga menor. Isso torna o carboneto de silício especialmente útil para eletrônica de potência, como inversores de tração em veículos elétricos e conversores CC/CC para carregadores de veículos elétricos e condicionadores de ar (Zeeburg).

P: Onde o carboneto de silício é encontrado?

R: O carboneto de silício é o único carboneto que encontra grandes aplicações como material cerâmico. Ele é encontrado na natureza apenas em pequenas quantidades em meteoritos, onde é chamado de moissanita (do descobridor Moissan).

P: O SiC é resistente à corrosão?

A: O carboneto de silício sinterizado sem pressão é quase universalmente resistente à corrosão. Ele resiste a todos os ácidos comuns (por exemplo, ácido clorídrico, ácido sulfúrico, ácido bromídrico e ácido fluorídrico), bases (por exemplo, aminas, potássio e soda cáustica), todos os solventes e meios oxidantes (por exemplo, ácido nítrico).

P: O SiO2 é bom ou ruim?

R: O dióxido de silício é um composto que ocorre naturalmente. Ele existe abundantemente em plantas e na crosta terrestre, e até mesmo chega aos humanos e outros animais. Ainda não há evidências que sugiram que o dióxido de silício seja perigoso como aditivo alimentar. No entanto, inalar regularmente pó de silício é muito perigoso.

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Bolacha de carboneto de silício