Le proc\u00e9d\u00e9 SmartSiC de Soitec utilise une plaquette monocristalline de SiC monocristallin li\u00e9e \u00e0 une surface de poly-SiC sp\u00e9cialement con\u00e7ue, ce qui permet d'obtenir un substrat \u00e0 faible r\u00e9sistance qui devrait faciliter la mise en \u0153uvre de dispositifs SiC pour les clients.<\/p>\n
Les calculs de PGC Consultancy ont montr\u00e9 que ses substrats pouvaient r\u00e9duire la r\u00e9sistance totale des MOSFET de 20% gr\u00e2ce \u00e0 leurs valeurs de r\u00e9sistivit\u00e9 uniques, selon les estimations de PGC Consultancy.<\/p>\n
La r\u00e9sistance est la cl\u00e9 de vo\u00fbte de l'\u00e9lectronique de puissance. Chaque ohm que l'on parvient \u00e0 r\u00e9duire de la r\u00e9sistance totale en conduction d'un MOSFET permet \u00e0 celui-ci de fonctionner \u00e0 une tension plus faible, ce qui se traduit par un meilleur rendement \u00e9nerg\u00e9tique ainsi que par une augmentation du rendement de production et de la capacit\u00e9 de fabrication. Tout proc\u00e9d\u00e9 permettant d'augmenter la r\u00e9sistance pr\u00e9sente un grand int\u00e9r\u00eat dans ce secteur.<\/p>\n
Soitec a mis au point un substrat technique appel\u00e9 SmartSiC(tm), gr\u00e2ce \u00e0 sa technologie Smart Cut(tm), qui offre des performances sup\u00e9rieures en carbure de silicium (SiC). Il associe une couche ultra-fine de 4H-SiC de haute qualit\u00e9 \u00e0 une plaquette \u2018 de support \u2019 en SiC polycristallin \u00e0 tr\u00e8s faible r\u00e9sistance, ce qui permet de r\u00e9duire consid\u00e9rablement la r\u00e9sistance des dispositifs par rapport aux plaquettes standard en SiC monocristallin, tout en produisant des puces plus petites pour des r\u00e9sistances donn\u00e9es ; cela se traduit au final par une am\u00e9lioration des performances des dispositifs et des rendements de fabrication.<\/p>\n
Les avanc\u00e9es dans le domaine du SiC pour l'industrie de l'\u00e9nergie rev\u00eatent une grande importance et suscitent un immense int\u00e9r\u00eat chez tous ceux qui ont \u0153uvr\u00e9 au d\u00e9veloppement de composants de puissance \u00e0 base de SiC. Ces composants offrent un meilleur rendement de conversion d\u2019\u00e9nergie tout en permettant des conceptions plus l\u00e9g\u00e8res et plus compactes pour les v\u00e9hicules \u00e9lectriques (VE) et les \u00e9quipements industriels, ce qui se traduit par une r\u00e9duction significative des \u00e9missions de dioxyde de carbone par rapport aux syst\u00e8mes traditionnels \u00e0 base de silicium \u2013 un aspect crucial alors que nous progressons vers un avenir plus vert et que nous passons des combustibles fossiles \u00e0 des sources d\u2019\u00e9nergie plus propres.<\/p>\n
Les MOSFET de puissance devenant des composants de plus en plus indispensables dans les applications \u00e9lectroniques de puissance, leur faible r\u00e9sistance sp\u00e9cifique \u00e0 l'\u00e9tat passant (SOR) est essentielle pour att\u00e9nuer les effets parasites ind\u00e9sirables tels que les pertes de commutation et la pollution sonore. Alors que la demande en MOSFET de puissance au SiC conna\u00eet une croissance exponentielle, il est imp\u00e9ratif de trouver une m\u00e9thode rentable et durable pour produire des dispositifs pr\u00e9sentant une SOR aussi faible afin de r\u00e9pondre \u00e0 cette demande croissante.<\/p>\n
La r\u00e9sistivit\u00e9 \u00e9lectrique du SiC poreux peut varier consid\u00e9rablement en fonction de sa composition et des conditions de fabrication, notamment de sa porosit\u00e9 (%) et de son polytype (a ou b). De plus, la pr\u00e9sence d'additifs de seconde phase peut augmenter ou diminuer consid\u00e9rablement cette r\u00e9sistance \u00e9lectrique ; ceux-ci cr\u00e9ent des niveaux d'\u00e9nergie proches de la bande interdite, ce qui r\u00e9duit consid\u00e9rablement la r\u00e9sistance.<\/p>\n
L'atmosph\u00e8re de frittage a une influence consid\u00e9rable sur la r\u00e9sistivit\u00e9 \u00e9lectrique du SiC poreux. Il a \u00e9t\u00e9 constat\u00e9 que le frittage dans l'azote (N\u2082) conduit \u00e0 des r\u00e9sistivit\u00e9s inf\u00e9rieures \u00e0 celles obtenues dans l'argon (Ar), car la solubilit\u00e9 plus \u00e9lev\u00e9e de l'azote favorise la transformation du b-SiC en a-SiC et renforce le dopage \u00e0 l'azote de ce mat\u00e9riau.<\/p>\n
Le dopage du SiC poreux avec divers additifs constitue un autre moyen efficace de modifier sa r\u00e9sistivit\u00e9 \u00e9lectrique, en activant un m\u00e9canisme de compensation accepteur-donneur qui permet de r\u00e9duire sa r\u00e9sistivit\u00e9 \u00e9lectrique et, par cons\u00e9quent, celle des \u00e9chantillons. Malheureusement, la concentration de dopage optimale n\u2019a pas encore \u00e9t\u00e9 d\u00e9termin\u00e9e.<\/p>\n
Les syst\u00e8mes SiC dop\u00e9s aux m\u00e9taux pr\u00e9sentent des propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques et \u00e9lectroniques modulables, li\u00e9es \u00e0 leurs orbitales d'hybridation occupant des orbitales proches du niveau de Fermi, telles que des propri\u00e9t\u00e9s magn\u00e9tiques modulables. En fonction de leur \u00e9nergie de liaison et de leurs caract\u00e9ristiques de transfert de charge, ces mat\u00e9riaux peuvent \u00eatre class\u00e9s comme semi-conducteurs ou m\u00e9talliques ; on cite notamment les syst\u00e8mes Ti-SiC, V-SiC, Cr-SiC, Mn-SiC, Fe-SiC, Co-SiC, ZnSiC ou GeSiC.<\/p>\n
Les plaquettes de SiC dop\u00e9es aux m\u00e9taux pr\u00e9sentent souvent des concentrations de dopage faibles et in\u00e9gales, dues \u00e0 la r\u00e9partition al\u00e9atoire des atomes d'impuret\u00e9s lors de la fabrication des couches \u00e9pitaxiales de SiC, ce qui entra\u00eene une r\u00e9partition d\u00e9s\u00e9quilibr\u00e9e du dopage et augmente la r\u00e9sistance de contact des plaquettes.<\/p>\n
Soitec a propos\u00e9 son substrat SmartSiC comme solution, avec une r\u00e9partition \u00e9quilibr\u00e9e du dopage sur toute sa surface afin d\u2019offrir des propri\u00e9t\u00e9s mat\u00e9rielles plus uniformes et plus pr\u00e9visibles que celles des plaquettes standard. Ce probl\u00e8me entra\u00eene une baisse des performances des dispositifs et, par cons\u00e9quent, une diminution spectaculaire du rendement. Pour relever ce d\u00e9fi, Soitec a d\u00e9velopp\u00e9 son substrat SmartSiC. Contrairement aux plaquettes standard, le SmartSiC offre un dopage plus uniforme sur toute la surface du mat\u00e9riau, ce qui permet d\u2019am\u00e9liorer les performances des dispositifs et d\u2019augmenter le rendement.<\/p>\n
SmartSiC rend inutile le pr\u00e9conditionnement, ce qui r\u00e9duit les co\u00fbts de fabrication et am\u00e9liore la fiabilit\u00e9 des dispositifs de puissance. De plus, son dopage \u00e9lev\u00e9 r\u00e9duit consid\u00e9rablement la r\u00e9sistance de contact, qui passe de 50 \u00e0 100 \u00b5\u03a9\u00b7cm\u00b2 \u00e0 seulement 5 \u00b5\u03a9\u00b7cm\u00b2.<\/p>\n
Les substrats SmartSiC pr\u00e9sentent des performances sup\u00e9rieures en mati\u00e8re de d\u00e9fauts et un rendement pr\u00e9visionnel des dispositifs sup\u00e9rieur \u00e0 celui des substrats de r\u00e9f\u00e9rence standard du secteur ; ils rivalisent avec les plaquettes de SiC monolithiques et d\u2019ing\u00e9nierie en termes d\u2019uniformit\u00e9 de dopage, de tol\u00e9rances d\u2019\u00e9paisseur et contr\u00f4le des dimensions critiques \u2013 la technologie unique d\u2019implantation ionique de Soitec permettant de contr\u00f4ler la concentration de dopage aussi bien dans la r\u00e9gion de base de type p que dans la r\u00e9gion de source de type N+, ce qui am\u00e9liore encore les performances.<\/p>\n
Le carbure de silicium (SiC) pr\u00e9sente un potentiel \u00e9norme en tant que mat\u00e9riau pour semi-conducteurs de puissance, mais sa g\u00e9n\u00e9ralisation d\u00e9pend de la baisse des co\u00fbts et d\u2019un potentiel accru de r\u00e9duction des co\u00fbts dans les applications industrielles et les v\u00e9hicules \u00e9lectriques. Jusqu\u2019\u00e0 r\u00e9cemment, la r\u00e9sistance de contact \u00e9lev\u00e9e du SiC limitait son utilisation ; pour am\u00e9liorer encore les performances des dispositifs, il est n\u00e9cessaire de mettre en \u0153uvre des strat\u00e9gies visant \u00e0 r\u00e9duire cette r\u00e9sistance, notamment par le recours \u00e0 des mat\u00e9riaux et des proc\u00e9d\u00e9s permettant de la diminuer.<\/p>\n
Soitec et Resonac ont collabor\u00e9 pour produire des substrats en carbure de silicium de 200 mm (8 pouces), appel\u00e9s \u00ab substrats SmartSiC \u00bb, qui permettent de r\u00e9duire la r\u00e9sistance de contact (RC) au verso lors de la fabrication des dispositifs. Leur objectif est d'acc\u00e9l\u00e9rer l'adoption du carbure de silicium dans des domaines tels que la mobilit\u00e9 \u00e9lectrique, l'industrie et les r\u00e9seaux \u00e9lectriques intelligents.<\/p>\n
Les substrats SmartSiC sont fabriqu\u00e9s selon le proc\u00e9d\u00e9 Smart Cut, dans lequel une plaquette \u2018 donneuse \u2019 en mono-SiC est coll\u00e9e de mani\u00e8re permanente \u00e0 une plaquette de support en poly-SiC par implantation au laser ; une fois fendue \u00e0 la profondeur souhait\u00e9e, elle est ensuite retourn\u00e9e et coll\u00e9e de mani\u00e8re permanente \u00e0 sa contrepartie de support.<\/p>\n
Soitec affirme que les substrats SmartSiC pr\u00e9sentent une r\u00e9sistivit\u00e9 arri\u00e8re plus faible, ce qui permet d'augmenter la densit\u00e9 de d\u00e9p\u00f4t m\u00e9tallique sur la face avant et de r\u00e9duire la r\u00e9sistance globale de contact des dispositifs de puissance, ainsi que des co\u00fbts d\u2019investissement (CAPEX) et d\u2019exploitation (OPEX) r\u00e9duits lors du remplacement des substrats mono-SiC par des substrats SmartSiC dans des sites de production IDM int\u00e9gr\u00e9s verticalement, permettant ainsi de r\u00e9aliser des \u00e9conomies tant au niveau des co\u00fbts d\u2019investissement que des co\u00fbts d\u2019exploitation tout en maintenant un volume de production \u00e9quivalent.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Soitec’s SmartSiC process utilizes a mono-SiC single crystal wafer bonded to an engineered poly-SiC surface, creating a lower resistance substrate which should make implementing SiC devices simpler for customers. PGC Consultancy’s calculations showed that their substrates could reduce MOSFET total resistance by 20% with their unique resistivity values, according to PGC Consultancy’s estimates. 1. High-Resistivity… Lire la suite \u00bbSmartSiC facilite la mise en \u0153uvre des MOSFET SiC<\/span><\/a><\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"neve_meta_sidebar":"","neve_meta_container":"","neve_meta_enable_content_width":"","neve_meta_content_width":0,"neve_meta_title_alignment":"","neve_meta_author_avatar":"","neve_post_elements_order":"","neve_meta_disable_header":"","neve_meta_disable_footer":"","neve_meta_disable_title":"","footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-402","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"aioseo_notices":[],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/402","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=402"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/402\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":403,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/402\/revisions\/403"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=402"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=402"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/siliconcarbideplate.net\/fr\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=402"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}