什么是高纯度P型碳化硅衬底

高纯度P型碳化硅衬底的信息介绍

高纯度P型碳化硅衬底，是在碳化硅衬底基础上，通过特殊工艺将关键金属杂质含量控制到ppb级，P型是指通过掺杂铝等元素形成空穴导电机制，是制备超高压IGBT的关键。传统碳化硅衬底中的Fe、Ni、Cr、V等金属杂质会引入深能级复合中心，干扰电子和空穴传输，增加导通损耗、劣化开关特性、降低器件可靠性。高纯度P型碳化硅衬底通过先进工艺将杂质含量降至ppb级，使晶体结构更纯净完美，为高性能、高可靠性功率器件奠定基础。

高纯度P型碳化硅衬底的优势

全球P型碳化硅衬底行业长期受金属杂质难以根除的困扰，这些杂质使P型碳化硅衬底在超高压IGBT器件中应用时面临导通损耗高、开关特性差、可靠性低等问题。而高纯度P型碳化硅衬底实现了关键突破，通过精细控制和优化晶体生长、材料提纯等环节，将杂质含量降低三个数量级，从ppm级降至ppb级，解决了杂质污染难题，为超高压IGBT器件性能提升奠定基础。

IGBT是电力电子领域核心器件，其性能取决于衬底材料。碳化硅IGBT核心结构是P型衬底 + N型外延层的纵向PN结，工作依赖P型衬底向N型外延层注入空穴。超芯星高纯度P型碳化硅衬底与IGBT核心结构高度适配。采用N型衬底制备IGBT需额外制备厚P型埋层，增加工艺复杂性和注入损伤，且杂质分布不均影响器件性能和可靠性，而高纯度P型衬底可直接作为IGBT的P型集电区，减少工艺步骤和不确定性，大幅提升器件良率和稳定性。

高纯度P型碳化硅衬底与传统碳化硅衬底对比分析

传统P型碳化硅衬底杂质含量高，导致器件导通损耗大、开关特性不稳定，且成本高、交期长。高纯度P型碳化硅衬底超低金属杂质含量使晶体结构更纯净，在超高压IGBT器件中可降低导通损耗50%以上，提升开关频率10倍，有效抑制关断拖尾电流，与IGBT器件结构适配性好，减少工艺步骤和风险；生产过程实现高一致性，保证不同批次器件性能相同，具备规模化产能优势，能满足市场大规模、高质量需求。

高纯度P型碳化硅衬底的应用

智能电网与特高压输电

基于该衬底制造的IGBT器件可提升阻断电压，缩小器件体积，节省土地资源和建设成本，减少输电损耗，提高电网运行效率。

新能源与工业控制

在新能源发电系统中提高能量转换效率，如光伏发电更有效转化太阳能；在工业控制领域实现电力系统轻量化和高效化，如工业电机驱动系统体积减小、重量减轻，响应速度和控制精度提高。

高端电力电子模块

与N型衬底MOSFET互补，覆盖全电压等级，满足新能源汽车高功率密度、高效率电力转换需求，提升动力性能和续航里程；在储能电站实现电能高效存储和释放，保障系统稳定运行。