SiCOI vafli 4 düym 6 düym HPSI SiC SiO2 Si subatrat quruluşu

Qısa təsvir:

Bu yazı, xüsusi olaraq, silisium dioksid (SiO₂) və silisyum dioksid (SiO₂) üzərinə yapışdırılmış yüksək təmiz yarıizolyasiya (HPSI) silisium karbid (SiC) təbəqələrinə malik 4 düymlük və 6 düymlük substratlara diqqət yetirərək, İzolyatorda Silikon Karbid (SiCOI) vaflilərinin ətraflı icmalını təqdim edir. SiCOI strukturu SiC-nin müstəsna elektrik, istilik və mexaniki xassələrini oksid təbəqəsinin elektrik izolyasiya üstünlükləri və silikon substratın mexaniki dəstəyi ilə birləşdirir. HPSI SiC-dən istifadə substratın keçiriciliyini minimuma endirməklə və parazitar itkiləri azaltmaqla cihazın performansını artırır və bu vafliləri yüksək güclü, yüksək tezlikli və yüksək temperatur yarımkeçirici tətbiqləri üçün ideal hala gətirir. Bu çoxlaylı konfiqurasiyanın istehsal prosesi, material xüsusiyyətləri və struktur üstünlükləri müzakirə edilərək, onun gələcək nəsil enerji elektronikası və mikroelektromexaniki sistemlərə (MEMS) uyğunluğu vurğulanır. Tədqiqat həmçinin 4 düymlük və 6 düymlük SiCOI vaflilərinin xassələrini və potensial tətbiqlərini müqayisə edərək, qabaqcıl yarımkeçirici cihazlar üçün miqyaslılıq və inteqrasiya perspektivlərini vurğulayır.

Bizə e-poçt göndərin

Xüsusiyyətlər

SiCOI vaflisinin quruluşu

HPB (Yüksək Performanslı Bağlama) BIC (Birləşdirilmiş İnteqrasiya Dövr) və SOD (Almazda Silikon və ya İzolyatorda Silikon texnologiyası). Buraya daxildir:

Performans Metrikləri:

Dəqiqlik, xəta növləri (məsələn, "Səhv yoxdur", "Dəyər məsafəsi") və qalınlıq ölçmələri (məsələn, "Birbaşa Layer qalınlığı/kq") kimi parametrləri sadalayır.

"ADDR/SYGBDT", "10/0" və s. kimi başlıqlar altında ədədi dəyərləri (ehtimal ki, eksperimental və ya proses parametrləri) olan cədvəl.

Qat Qalınlığı Məlumatı:

"L1 Qalınlığı (A)" ilə "L270 Qalınlığı (A)" etiketli geniş təkrarlanan qeydlər (ehtimal ki, Ångströms, 1 Å = 0,1 nm).

Qabaqcıl yarımkeçirici vaflilərə xas olan hər bir təbəqə üçün dəqiq qalınlığa nəzarəti olan çoxqatlı strukturu təklif edir.

SiCOI Gofret Strukturu

SiCOI (İzolyatorda Silikon Karbid) SOI (İzolyatorda Silikon) ilə oxşar, lakin yüksək güclü/yüksək temperaturlu tətbiqlər üçün optimallaşdırılmış, silisium karbidi (SiC) izolyasiya təbəqəsi ilə birləşdirən ixtisaslaşmış vafli strukturdur. Əsas xüsusiyyətlər:

Qat tərkibi:

Üst qat: Yüksək elektron hərəkətliliyi və istilik sabitliyi üçün tək kristallı Silikon Karbid (SiC).

Gömülü İzolyator: Parazitar tutumu azaltmaq və izolyasiyanı yaxşılaşdırmaq üçün adətən SiO₂ (oksid) və ya almaz (SOD-də).

Əsas substrat: mexaniki dəstək üçün silikon və ya polikristal SiC

SiCOI vaflisinin xüsusiyyətləri

Elektrik xassələri Geniş bant aralığı (4H-SiC üçün 3,2 eV):Yüksək qırılma gərginliyinə imkan verir (silikondan >10× daha yüksək). Sızma cərəyanlarını azaldır, güc cihazlarında səmərəliliyi artırır.

Yüksək elektron hərəkətliliyi:~900 sm²/V·s (4H-SiC) qarşı ~1,400 sm²/V·s (Si), lakin yüksək sahədə daha yaxşı performans.

Aşağı Müqavimət:SiCOI əsaslı tranzistorlar (məsələn, MOSFET) daha az keçirici itkilər nümayiş etdirir.

Əla izolyasiya:Basdırılmış oksid (SiO₂) və ya almaz təbəqəsi parazitar tutumu və çarpazlığı minimuma endirir.

İstilik xassələriYüksək istilik keçiriciliyi:SiC (4H-SiC üçün ~490 W/m·K) ilə müqayisədə Si (~150 Vt/m·K). Almaz (izolyator kimi istifadə olunarsa) 2000 Vt/m·K-dan çox ola bilər, istilik yayılmasını artırır.

İstilik Sabitliyi:>300°C-də etibarlı şəkildə işləyir (silikon üçün ~150°C ilə müqayisədə). Güc elektronikasında soyutma tələblərini azaldır.

3. Mexaniki və Kimyəvi XüsusiyyətlərHəddindən artıq sərtlik (~9.5 Mohs): Aşınmaya davamlıdır, SiCOI-ni sərt mühitlər üçün davamlı edir.

Kimyəvi təsirsizlik:Hətta turşu/qələvi şəraitdə oksidləşməyə və korroziyaya davamlıdır.

Aşağı istilik genişlənməsi:Digər yüksək temperaturlu materiallarla (məsələn, GaN) yaxşı uyğunlaşır.

4. Struktur Üstünlüklər (Bulk SiC və ya SOI ilə müqayisədə)

Azaldılmış substrat itkiləri:İzolyasiya təbəqəsi substrata cərəyan sızmasının qarşısını alır.

Təkmilləşdirilmiş RF Performansı:Aşağı parazit tutumu daha sürətli keçid imkanı verir (5G/mmWave cihazları üçün faydalıdır).

Çevik Dizayn:İncə SiC üst təbəqəsi optimallaşdırılmış cihazın miqyasına imkan verir (məsələn, tranzistorlarda ultra nazik kanallar).

SOI & Bulk SiC ilə müqayisə

Əmlak	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	Toplu SiC
Bant boşluğu	3,2 eV (SiC)	1,1 eV (Si)	3,2 eV (SiC)
İstilik keçiriciliyi	Yüksək (SiC + almaz)	Aşağı (SiO₂ istilik axını məhdudlaşdırır)	Yüksək (yalnız SiC)
Qırılma gərginliyi	Çox Yüksək	Orta	Çox Yüksək
Xərc	Daha yüksək	Aşağı	Ən yüksək (təmiz SiC)

SiCOI vafli tətbiqləri

Güc elektronikası
SiCOI vafliləri MOSFET, Schottky diodları və güc açarları kimi yüksək gərginlikli və yüksək güclü yarımkeçirici cihazlarda geniş istifadə olunur. SiC-nin geniş diapazonu və yüksək qırılma gərginliyi azaldılmış itkilər və təkmilləşdirilmiş istilik performansı ilə səmərəli enerji çevrilməsinə imkan verir.

Radiotezlik (RF) Cihazları
SiCOI vaflilərindəki izolyasiya təbəqəsi parazitar tutumu azaldır və onları telekommunikasiya, radar və 5G texnologiyalarında istifadə olunan yüksək tezlikli tranzistorlar və gücləndiricilər üçün uyğun edir.

Mikroelektromexaniki Sistemlər (MEMS)
SiCOI vafliləri SiC-nin kimyəvi təsirsizliyinə və mexaniki gücünə görə sərt mühitlərdə etibarlı işləyən MEMS sensorları və aktuatorlarının istehsalı üçün möhkəm platforma təmin edir.

Yüksək Temperatur Elektronikası
SiCOI yüksək temperaturda performans və etibarlılığı qoruyan elektronikaya imkan verir, adi silikon cihazlarının uğursuz olduğu yerlərdə avtomobil, aerokosmik və sənaye tətbiqlərindən faydalanır.

Fotonik və Optoelektronik Cihazlar
SiC-nin optik xüsusiyyətlərinin və izolyasiya təbəqəsinin birləşməsi fotonik sxemlərin təkmilləşdirilmiş istilik idarəetməsi ilə inteqrasiyasını asanlaşdırır.

Radiasiya ilə bərkidilmiş elektronika
SiC-yə xas olan radiasiya tolerantlığına görə, SiCOI vafliləri yüksək radiasiya mühitlərinə tab gətirən cihazlar tələb edən kosmik və nüvə tətbiqləri üçün idealdır.

SiCOI vaflisinin sual-cavabları

S1: SiCOI gofreti nədir?

A: SiCOI, İzolyatorda Silikon Karbid deməkdir. Silisium karbidin (SiC) nazik təbəqəsinin silikon substrat tərəfindən dəstəklənən izolyasiya qatına (adətən silisium dioksid, SiO₂) bağlandığı yarımkeçirici vafli strukturdur. Bu struktur SiC-nin əla xüsusiyyətlərini izolyatordan elektrik izolyasiyası ilə birləşdirir.

S2: SiCOI vaflilərinin əsas üstünlükləri hansılardır?

A: Əsas üstünlüklərə yüksək qırılma gərginliyi, geniş diapazon, əla istilik keçiriciliyi, üstün mexaniki sərtlik və izolyasiya təbəqəsi sayəsində aşağı parazitar tutum daxildir. Bu, təkmilləşdirilmiş cihazın performansına, səmərəliliyinə və etibarlılığına gətirib çıxarır.

S3: SiCOI vaflilərinin tipik tətbiqləri hansılardır?

A: Onlar güc elektronikasında, yüksək tezlikli RF cihazlarında, MEMS sensorlarında, yüksək temperatur elektronikasında, fotonik cihazlarda və radiasiya ilə bərkidilmiş elektronikada istifadə olunur.