lucas@ginechip.com|工作日 9:00–18:00 工程师在线

化合物半导体衬底(SiC / GaN / 蓝宝石 / GaAs / InP)

第三代半导体核心衬底现货供应,覆盖功率电子、射频前端、光电子与激光器件应用,随片检测报告,一片起订含税报价。

产品介绍

化合物半导体衬底是宽禁带与 III-V 族器件的基础平台,覆盖功率电子、射频前端、光电子与激光器件。我们供应国产主流晶厂与专业外延厂的 4H-SiC、GaN、蓝宝石、GaAs、InP 等衬底与模板片,随片提供 XRD、位错、翘曲与电阻率等检测数据。

洁净室内泛出蓝紫色反光的碳化硅晶圆

化合物半导体衬底:覆盖 SiC / GaN / 蓝宝石 / GaAs / InP

应用场景

新能源汽车

800V 平台 SiC MOSFET 逆变器可提升续航并缩小体积,是 4H-SiC 导电型衬底的核心增长市场。

光伏与储能

SiC 器件用于组串逆变器与双向储能变流器,高频高效、耐高温,详见功率电子应用。

5G 与射频

半绝缘 SiC 作为 GaN 射频外延衬底,服务于基站功放与毫米波,详见射频与功率器件应用。

LED 与光电子

蓝宝石与 GaN 模板支撑蓝/绿光及深紫外 LED 外延,详见光电子与激光雷达应用。

工业电源

SiC SBD/MOSFET 模块用于工业电机驱动、快充与不间断电源,提升能效与功率密度。

科研与原型

零微管、半绝缘与定制外延片支持器件研发,一片起订,详见科研与原型应用。

能力介绍

  • 衬底 + 外延一体化:可对接 SiC 同质外延与 GaN-on-SiC / GaN-on-Si / GaN-on-Sapphire 外延资源;
  • 薄膜沉积:介质与金属薄膜沉积,配合器件工艺;
  • 刻蚀 / DRIE:SiC 与化合物半导体的图形刻蚀;
  • 激光切割:脆性化合物衬底的划片与异形切割;
  • 减薄:降低器件纵向电阻,改善散热;
  • 检测与认证:XRD、位错、翘曲、电阻率检测,随片出报告与 CoC。
洁净室内对多种化合物半导体晶圆进行检测

随片提供 XRD、位错、翘曲与电阻率检测数据

为什么选择国产衬底 + 我们的现货

价格与交期优势:国产一线晶厂直供,省去进口环节,常规规格 48 小时发货。

  • 检测数据齐全:随片提供 XRD、电阻率、位错、翘曲度检测报告,科研验收无忧。
  • 小批量友好:一片起订,适配科研探索与产线验证阶段的用量。
  • 配套外延与加工:可对接 SiC/GaN 外延生长与器件工艺加工资源,完整能力见定制加工总览。

参数规格

GaN 外延片(GaN-on-Sapphire)

除自支撑 GaN 与 SiC/GaN 衬底外,我们也供应以 C 面蓝宝石为基底、MOCVD 生长的 GaN 外延模板片,用于 LED、功率与微波器件的外延起点。标准结构含 AlN 缓冲层,可按需选择 UID、N 型(Si)或 P 型(Mg)掺杂。

参数项典型规格说明
直径2 / 4 / 6 / 8 英寸2、4 英寸常备,6/8 英寸按需排产
基底 / 晶向C 面蓝宝石(0001),430μm 或 650μmLED 外延标准平台
GaN 外延层厚度2 / 3.5 / 5 / 8 μm(可定制)厚度均匀性典型 ±5%
掺杂选项UID / N 型(Si)/ P 型(Mg)面阻:N 型 300–800 Ω/sq;UID > 10⁶ Ω/sq
位错密度< 5×10⁸ /cm²(常规);< 1×10⁸ /cm²(高等级)越高等级外延质量越好
AlN 缓冲层20–30 nm标准模板均含
XRD FWHM(0002)< 300 arcsec(常规)/ < 200 arcsec(高等级)表征晶体质量
表面粗糙度 Ra< 0.5 nm(AFM 5×5μm)Epi-Ready
翘曲 Bow≤ 40μm(4″)/ ≤ 80μm(6″)/ ≤ 120μm(8″)随片提供检测数据

其他化合物衬底

材料常备尺寸典型应用
氮化镓 GaN(自支撑 / 模板片)2 / 4 英寸HEMT、功率器件、激光器
蓝宝石 Sapphire(C/A/M/R 面)2 / 4 / 6 英寸LED 外延、GaN 外延衬底、光学窗口
砷化镓 GaAs(半绝缘 / 掺杂)2 / 3 / 4 / 6 英寸射频 PA、VCSEL、LED
磷化铟 InP2 / 3 / 4 英寸光通信激光器、探测器
锗 Ge / 氮化铝 AlN / 氧化镓 Ga₂O₃按需定制探测器、滤波器、超宽禁带研究

按应用选型对照表

应用方向推荐衬底 / 结构选型要点
电动车牵引逆变器4H-SiC 导电型高击穿场强、低导通电阻,8 英寸助力降本
5G 基站 / 雷达功放GaN-on-SiC(半绝缘 SiC)高功率密度,SiC 高导热保障散热
光伏逆变 / 储能变流4H-SiC高频高效、耐高温、长寿命
数据中心 / 快充电源GaN-on-Si 功率 HEMT高频开关、低损耗,650V 以内性价比高
蓝 / 绿光 LED 外延C 面蓝宝石 / GaN-on-Sapphire晶格匹配、透明、成本可控
深紫外 LED / 声学滤波AlN / 蓝宝石紫外透过、与 AlGaN 晶格匹配
毫米波 / 微波器件半绝缘 SiC / GaN高饱和速度、低衬底损耗
高温 / 航天电子4H-SiC / GaN宽禁带、耐高温、抗辐照

4H-SiC 碳化硅衬底

碳化硅(SiC)凭借宽禁带、高击穿场强与高导热特性,是新能源汽车、光伏逆变、轨道交通功率器件的核心材料。我们供应国产主流晶厂的 4H-SiC 衬底:

参数项导电型(N 型)半绝缘型(SI)
尺寸4 / 6 / 8 英寸4 / 6 英寸
典型应用SBD、MOSFET、功率模块GaN-on-SiC 射频外延
电阻率0.015 – 0.030 Ω·cm≥ 1×10⁵ Ω·cm
微管密度≤ 0.5 cm⁻²(零微管可选)≤ 0.5 cm⁻²
位错密度 (EPD)≤ 3000 cm⁻²≤ 3000 cm⁻²
厚度 / 翘曲350μm(6英寸)/ Warp ≤ 40μm同左

SiC / GaN 与硅的材料特性对比

宽禁带材料之所以成为功率与射频器件的首选,源于其禁带宽度、临界击穿场强与导热能力相对硅的全面优势:

材料特性4H-SiCGaN硅(Si)
禁带宽度(eV)3.263.4(直接带隙)1.12
临界击穿场强(MV/cm)2.83.30.3
电子迁移率(cm²/V·s)≈1000(体材料)≈2000(2DEG 沟道)≈1350
饱和漂移速度(×10⁷ cm/s)2.02.51.0
热导率(W/m·K)≈490≈130(体)/ 250(SiC 上)≈150
最高工作温度(℃)> 200> 500≈150
典型器件MOSFET、SBD、模块HEMT、功率开关、LED/激光器CMOS、IGBT、逻辑

设备与工艺装备

化合物衬底从晶体生长到外延、检测依托专业产线,主要设备类别与用途如下:

设备类别典型配置用途
晶体生长炉SiC 物理气相传输(PVT)长晶炉;GaAs/InP 垂直梯度凝固(VGF)/ 液封直拉(LEC)炉生长 SiC 与 III-V 族化合物单晶锭
线切割机多线切割(金刚线)将高硬度晶锭切割为晶圆,控制翘曲与厚度
研磨 / 抛光机双面研磨 + 化学机械抛光(CMP)获得 Epi-Ready 镜面,控制 TTV 与表面粗糙度
外延设备MOCVD / 同质外延反应室生长 GaN 模板片与 SiC 同质外延层
清洗机多槽超声 / 兆声波清洗线去除颗粒与金属污染,保证外延前表面洁净
检测设备XRD、位错/微管计数、翘曲度与电阻率量测随片出具晶体质量与电学检测数据

实际案例

功率电子

6 英寸 SiC 导电型片验证批

某功率器件团队开发 SiC MOSFET,需 6 英寸导电型衬底做器件验证,要求微管密度与翘曲数据齐备。

结果:以零微管可选等级交付,随片提供微管密度、翘曲与电阻率报告,缩短客户验证周期。

射频与光电子

半绝缘 SiC 与 GaN 模板配套

某射频团队需要半绝缘 SiC 作为 GaN 外延衬底,同时评估 GaN-on-Sapphire 模板用于光电器件。

结果:衬底 + 外延一体化对接,一次提供两类平台样品,工程师协助确认外延结构与掺杂方案。

科研原型

零微管片小批量供应

某高校课题组研究宽禁带器件,需要零微管 4H-SiC 小批量片并随附完整检测数据。

结果:一片起订现货供应,随片出具 XRD 与位错检测报告,满足科研验收要求。

常见问题

4H-SiC 导电型和半绝缘型怎么区分用途?
导电型(N 型低阻)用于纵向功率器件(SBD、MOSFET);半绝缘型(高阻)用作 GaN 外延的射频衬底,隔离微波信号。详见SiC 衬底应用解析。
可以要零微管(Zero Micropipe)的片吗?
可以,零微管与高等级研究用片需提前确认库存,交期通常 1–2 周,价格略高于常规等级。
蓝宝石衬底的晶面怎么选?
GaN 外延主流用 C 面(0001);射频 SOS 用 R 面;特殊外延关系用 A/M 面。不确定时把外延结构发给工程师确认即可,也可参考蓝宝石衬底专页。
8 英寸(200mm)SiC 现在能供货吗?
可以,4H-SiC 已从 6 英寸向 8 英寸过渡。8 英寸单片可切割芯片数约为 6 英寸的 1.8 倍,有利于降低单颗器件成本。8 英寸常备程度不如 6 英寸,建议提前询价并预留排产周期。
GaN 衬底是自支撑还是外延片?
两类都可供。自支撑 GaN 用于对缺陷密度要求极高的激光器等;GaN-on-Sapphire、GaN-on-Si、GaN-on-SiC 属于外延模板片,按器件需求选择基底与掺杂。不确定时可提供外延结构由工程师推荐。
SiC 和 GaN 功率器件到底选哪个?
一般按电压与功率密度权衡:SiC 适合 650V 以上、需要高可靠性与高导热的高压大功率场景(如电动车逆变器);GaN 适合 650V 以内、追求高频高效率的场景(如快充、数据中心电源)。两者在临界场强、开关速度与散热特性上各有侧重,可结合目标电压、频率与散热条件选型。

提供器件结构或外延需求,工程师帮您定衬底规格

国产一线货源 · 随片检测报告 · 一片起订

立即询价