{"id":8982,"date":"2026-06-16T14:38:05","date_gmt":"2026-06-16T06:38:05","guid":{"rendered":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/?p=8982"},"modified":"2026-06-16T14:39:43","modified_gmt":"2026-06-16T06:39:43","slug":"common-defects-in-sic-wafer-and-their-impact-on-device-performance","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/common-defects-in-sic-wafer-and-their-impact-on-device-performance\/","title":{"rendered":"Defectos habituales en las obleas de SiC y su impacto en el rendimiento de los dispositivos"},"content":{"rendered":"
<\/div>\n

El carburo de silicio (SiC), como material semiconductor de banda ancha de tercera generaci\u00f3n, ha adquirido una gran importancia en la electr\u00f3nica de potencia, incluyendo los veh\u00edculos el\u00e9ctricos, los inversores fotovoltaicos, las fuentes de alimentaci\u00f3n de alta tensi\u00f3n y los sistemas energ\u00e9ticos industriales.<\/p>\n\n\n\n

Gracias a su amplia banda prohibida, su elevado campo el\u00e9ctrico de ruptura y su excelente conductividad t\u00e9rmica, el SiC permite fabricar dispositivos con mayor eficiencia, mayor velocidad de conmutaci\u00f3n y mejor estabilidad a altas temperaturas en comparaci\u00f3n con el silicio tradicional.<\/p>\n\n\n\n

Sin embargo, la fabricaci\u00f3n de obleas de SiC plantea grandes dificultades. Debido a la elevada temperatura de crecimiento y a la compleja din\u00e1mica del crecimiento cristalino, durante la producci\u00f3n se producen inevitablemente diversos tipos de defectos cristalinos. Estos defectos pueden afectar significativamente al rendimiento de las obleas, al rendimiento de los dispositivos y a la fiabilidad a largo plazo.<\/p>\n\n\n\n

Comprender estos defectos es fundamental tanto para los fabricantes de sustratos como para los ingenieros de dispositivos.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

1. Origen de los defectos en las obleas de SiC<\/h2>\n\n\n\n

La mayor\u00eda de las obleas de SiC comerciales se fabrican mediante el m\u00e9todo de transporte f\u00edsico de vapor (PVT), que funciona a temperaturas extremadamente altas (por encima de los 2000 \u00b0C).<\/p>\n\n\n\n

Durante el crecimiento de cristales y el procesamiento de obleas, los defectos pueden tener su origen en:<\/p>\n\n\n\n

    \n
  • Inestabilidad en las condiciones de crecimiento de los cristales<\/li>\n\n\n\n
  • Estr\u00e9s t\u00e9rmico durante el enfriamiento<\/li>\n\n\n\n
  • Impurezas en los materiales de partida<\/li>\n\n\n\n
  • Desajuste reticular y dislocaciones<\/li>\n\n\n\n
  • Da\u00f1os mec\u00e1nicos durante el corte y el pulido<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

    Dado que el SiC presenta un fuerte enlace covalente y un punto de fusi\u00f3n muy elevado, la eliminaci\u00f3n de defectos resulta considerablemente m\u00e1s dif\u00edcil que en el silicio.<\/p>\n\n\n\n

    2. Tipos habituales de defectos en las obleas de SiC<\/h2>\n\n\n\n

    2.1 Microtubos<\/h3>\n\n\n\n

    Las microtubulaciones son dislocaciones en forma de tornillo con n\u00facleo hueco que se extienden a lo largo del cristal.<\/p>\n\n\n\n

    Caracter\u00edsticas:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

      \n
    • Estructura tubular hueca<\/li>\n\n\n\n
    • En paralelo a la direcci\u00f3n de crecimiento del cristal<\/li>\n\n\n\n
    • Se propaga f\u00e1cilmente durante su crecimiento<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

      Repercusiones en los dispositivos:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

        \n
      • Corriente de fuga elevada<\/li>\n\n\n\n
      • Fallo catastr\u00f3fico del dispositivo<\/li>\n\n\n\n
      • Tensi\u00f3n de ruptura reducida<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

        Los microtubos constitu\u00edan en su d\u00eda una limitaci\u00f3n importante en los inicios de la tecnolog\u00eda del SiC, aunque su densidad se ha reducido considerablemente en las obleas actuales.<\/p>\n\n\n\n

        2.2 Dislocaciones de tornillo roscado (TSD)<\/h3>\n\n\n\n

        Los TSD son defectos lineales que se propagan a lo largo del eje de crecimiento del cristal.<\/p>\n\n\n\n

        Repercusiones en los dispositivos:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

          \n
        • Aumento de la corriente de fuga<\/li>\n\n\n\n
        • Menor fiabilidad en los dispositivos de alta tensi\u00f3n<\/li>\n\n\n\n
        • Concentraci\u00f3n del campo el\u00e9ctrico local<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

          Son especialmente importantes en aplicaciones con MOSFET de alta potencia.<\/p>\n\n\n\n

          2.3 Dislocaciones de borde roscado (TED)<\/h3>\n\n\n\n

          Los TED son uno de los tipos de defectos m\u00e1s comunes en las obleas de SiC.<\/p>\n\n\n\n

          Repercusiones en los dispositivos:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

            \n
          • Efecto moderado sobre la corriente de fuga<\/li>\n\n\n\n
          • Degradaci\u00f3n de la movilidad de los portadores<\/li>\n\n\n\n
          • Reducci\u00f3n de la estabilidad del canal en los MOSFET<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

            Aunque son menos graves que las microtubulaciones, su elevada densidad les confiere una gran importancia.<\/p>\n\n\n\n

            2.4 Dislocaciones del plano basal (BPD)<\/h3>\n\n\n\n

            Los BPD se encuentran en el plano basal de la estructura cristalina.<\/p>\n\n\n\n

            Repercusiones en los dispositivos:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

              \n
            • Degradaci\u00f3n bipolar (especialmente en diodos e IGBT)<\/li>\n\n\n\n
            • Aumento de la deriva de la tensi\u00f3n directa con el paso del tiempo<\/li>\n\n\n\n
            • Menor fiabilidad a largo plazo<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

              La conversi\u00f3n del BPD en defectos de apilamiento durante el funcionamiento constituye un importante problema de fiabilidad en los dispositivos de potencia.<\/p>\n\n\n\n

              2.5 Fallos de apilamiento<\/h3>\n\n\n\n

              Los defectos de apilamiento son imperfecciones planas causadas por alteraciones en el apilamiento de las capas cristalinas.<\/p>\n\n\n\n

              Repercusiones en los dispositivos:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

                \n
              • Aumento de la resistencia en estado activo<\/li>\n\n\n\n
              • Capacidad de corriente reducida<\/li>\n\n\n\n
              • Deterioro del rendimiento a largo plazo<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                A menudo se relacionan con la propagaci\u00f3n del BPD bajo tensi\u00f3n el\u00e9ctrica.<\/p>\n\n\n\n

                2.6 Inclusiones de politipos<\/h3>\n\n\n\n

                El SiC presenta m\u00faltiples politipos (por ejemplo, 4H-SiC, 6H-SiC). Un crecimiento inadecuado puede dar lugar a regiones con politipos mezclados.<\/p>\n\n\n\n

                Repercusiones en los dispositivos:<\/strong><\/p>\n\n\n\n

                  \n
                • Variaci\u00f3n local de la banda prohibida<\/li>\n\n\n\n
                • Comportamiento el\u00e9ctrico inestable<\/li>\n\n\n\n
                • Menor uniformidad de los dispositivos<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                  3. Repercusi\u00f3n de los defectos en el rendimiento del dispositivo<\/h2>\n\n\n\n

                  El rendimiento de los dispositivos de SiC depende en gran medida de la calidad del cristal. Incluso los defectos de baja densidad pueden afectar significativamente a su comportamiento el\u00e9ctrico.<\/p>\n\n\n\n

                  3.1 Reducci\u00f3n de la tensi\u00f3n de ruptura<\/h3>\n\n\n\n

                  Defectos como los \u00abmicropipes\u00bb y los TSD provocan una concentraci\u00f3n local del campo el\u00e9ctrico, lo que da lugar a una ruptura prematura.<\/p>\n\n\n\n

                  3.2 Aumento de la corriente de fuga<\/h3>\n\n\n\n

                  Los n\u00facleos de dislocaci\u00f3n act\u00faan como v\u00edas de fuga, lo que aumenta la corriente en estado de corte en los dispositivos de potencia.<\/p>\n\n\n\n

                  3.3 Deterioro de la fiabilidad<\/h3>\n\n\n\n

                  Defectos como los BPD y los fallos de apilamiento pueden aparecer durante el funcionamiento del dispositivo, lo que provoca:<\/p>\n\n\n\n

                    \n
                  • Deriva de tensi\u00f3n directa<\/li>\n\n\n\n
                  • Aumento de la resistencia en estado activo con el paso del tiempo<\/li>\n\n\n\n
                  • Envejecimiento de los dispositivos sometido a estr\u00e9s el\u00e9ctrico<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                    3.4 Reducci\u00f3n del rendimiento en la fabricaci\u00f3n de dispositivos de potencia<\/h3>\n\n\n\n

                    Incluso una densidad de defectos reducida puede dar lugar a:<\/p>\n\n\n\n

                      \n
                    • Menor aprovechamiento de las obleas<\/li>\n\n\n\n
                    • Menor rendimiento de los troqueles<\/li>\n\n\n\n
                    • Mayor coste de producci\u00f3n<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                      4. Estrategias de control y reducci\u00f3n de defectos<\/h2>\n\n\n\n

                      La fabricaci\u00f3n moderna de SiC ha mejorado considerablemente el control de defectos gracias a:<\/p>\n\n\n\n

                      4.1 T\u00e9cnicas mejoradas de crecimiento de cristales<\/h3>\n\n\n\n
                        \n
                      • Condiciones optimizadas para el crecimiento PVT<\/li>\n\n\n\n
                      • Gradientes de temperatura controlados<\/li>\n\n\n\n
                      • Materias primas de alta pureza<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                        4.2 T\u00e9cnicas de conversi\u00f3n de defectos<\/h3>\n\n\n\n
                          \n
                        • Conversi\u00f3n de los BPD en dislocaciones inofensivas<\/li>\n\n\n\n
                        • Reducci\u00f3n de la propagaci\u00f3n de defectos de hilado<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                          4.3 Caracterizaci\u00f3n avanzada de obleas<\/h3>\n\n\n\n
                            \n
                          • Topograf\u00eda por rayos X<\/li>\n\n\n\n
                          • Cartograf\u00eda de fotoluminiscencia<\/li>\n\n\n\n
                          • Microscop\u00eda infrarroja<\/li>\n\n\n\n
                          • Inspecci\u00f3n del grabado con KOH<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                            4.4 Ingenier\u00eda de capas epitaxiales<\/h3>\n\n\n\n

                            El crecimiento epitaxial puede reducir el impacto de los defectos del sustrato mediante:<\/p>\n\n\n\n

                              \n
                            • Filtrado de dislocaciones<\/li>\n\n\n\n
                            • Mejora de la calidad de la superficie<\/li>\n\n\n\n
                            • Mejora de la uniformidad del dispositivo<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                              5. Tendencias del sector<\/h2>\n\n\n\n

                              A medida que el SiC avanza hacia:<\/p>\n\n\n\n

                                \n
                              • Producci\u00f3n de obleas de 8 pulgadas<\/li>\n\n\n\n
                              • Normas de fiabilidad propias del sector de la automoci\u00f3n<\/li>\n\n\n\n
                              • Aplicaciones de alta tensi\u00f3n (1200 V\u20133300 V)<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                                Los requisitos en materia de densidad de defectos son cada vez m\u00e1s estrictos.<\/p>\n\n\n\n

                                Entre los objetivos de la industria moderna se encuentran:<\/p>\n\n\n\n

                                  \n
                                • Microtubos: casi cero<\/li>\n\n\n\n
                                • Densidad de BPD: reducci\u00f3n significativa<\/li>\n\n\n\n
                                • Mayor uniformidad de las obleas<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n

                                  Esta tendencia es fundamental para la adopci\u00f3n a gran escala de los veh\u00edculos el\u00e9ctricos y para los sistemas de energ\u00eda de alta eficiencia.<\/p>\n\n\n\n

                                  Conclusi\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n

                                  Los defectos de las obleas de SiC siguen siendo uno de los retos m\u00e1s importantes en la fabricaci\u00f3n de semiconductores de banda ancha. Aunque se han logrado avances significativos en la reducci\u00f3n de las microtubuladuras y las densidades de dislocaci\u00f3n, defectos como los BPD, los TED y los fallos de apilamiento siguen desempe\u00f1ando un papel clave a la hora de determinar el rendimiento y la fiabilidad de los dispositivos.<\/p>\n\n\n\n

                                  Es fundamental que tanto los ingenieros de materiales como los dise\u00f1adores de dispositivos comprendan a fondo estos defectos. Mediante la mejora de las t\u00e9cnicas de crecimiento cristalino y la optimizaci\u00f3n de los procesos epitaxiales, la industria sigue impulsando la tecnolog\u00eda del SiC hacia una mayor eficiencia, una mayor fiabilidad y una adopci\u00f3n industrial m\u00e1s amplia.<\/p>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

                                  Silicon Carbide (SiC), as a third-generation wide-bandgap semiconductor material, has gained significant importance in power electronics, including electric vehicles, photovoltaic inverters, high-voltage power supplies, and industrial energy systems. Thanks to its wide bandgap, high breakdown electric field, and excellent thermal conductivity, SiC enables devices with higher efficiency, higher switching speed, and better high-temperature stability compared […]<\/p>\n","protected":false},"author":2,"featured_media":8983,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_acf_changed":false,"_uag_custom_page_level_css":"","footnotes":""},"categories":[12,27],"tags":[1166,2572,2296,1225,1320,1890,1307,1170,1266,1811,2571,2570,1253,1113],"class_list":["post-8982","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-news","category-companynews","tag-4h-sic","tag-bpd","tag-micropipe-defects","tag-semiconductor-manufacturing","tag-sic-crystal-growth","tag-sic-defects","tag-sic-mosfet","tag-sic-wafer","tag-silicon-carbide-wafer","tag-stacking-faults","tag-ted","tag-tsd","tag-wafer-inspection","tag-wide-bandgap-semiconductor"],"acf":[],"uagb_featured_image_src":{"full":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance.webp",285,177,false],"thumbnail":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance-150x150.webp",150,150,true],"medium":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance.webp",285,177,false],"medium_large":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance.webp",285,177,false],"large":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance.webp",285,177,false],"1536x1536":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance.webp",285,177,false],"2048x2048":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance.webp",285,177,false],"trp-custom-language-flag":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance-18x12.webp",18,12,true],"woocommerce_thumbnail":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance.webp",285,177,false],"woocommerce_single":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance.webp",285,177,false],"woocommerce_gallery_thumbnail":["https:\/\/www.sic-wafers.com\/wp-content\/uploads\/2026\/06\/Common-Defects-in-SiC-Wafers-and-Their-Impact-on-Device-Performance-100x100.webp",100,100,true]},"uagb_author_info":{"display_name":"lydia","author_link":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/author\/lydia\/"},"uagb_comment_info":0,"uagb_excerpt":"Silicon Carbide (SiC), as a third-generation wide-bandgap semiconductor material, has gained significant importance in power electronics, including electric vehicles, photovoltaic inverters, high-voltage power supplies, and industrial energy systems. Thanks to its wide bandgap, high breakdown electric field, and excellent thermal conductivity, SiC enables devices with higher efficiency, higher switching speed, and better high-temperature stability compared…","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8982","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/2"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=8982"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8982\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":8984,"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/8982\/revisions\/8984"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media\/8983"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=8982"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=8982"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.sic-wafers.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=8982"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}