SiCOI-wafer 4 inch 6 inch HPSI SiC SiO2 Si-substraatstruktuer

Koarte beskriuwing:

Dit artikel presintearret in detaillearre oersjoch fan Silicon Carbide-on-Insulator (SiCOI) wafers, spesifyk rjochte op 4-inch en 6-inch substraten mei hege suverens heal-isolearjende (HPSI) silisiumkarbide (SiC) lagen ferbûn op silisiumdiokside (SiO₂) isolearjende lagen boppe op silisium (Si) substraten. De SiCOI-struktuer kombinearret de útsûnderlike elektryske, termyske en meganyske eigenskippen fan SiC mei de elektryske isolaasjefoardielen fan 'e oksidelaach en de meganyske stipe fan it silisiumsubstraat. It brûken fan HPSI SiC ferbetteret de prestaasjes fan apparaten troch substraatgelieding te minimalisearjen en parasitêre ferliezen te ferminderjen, wêrtroch dizze wafers ideaal binne foar healgeleiderapplikaasjes mei hege fermogen, hege frekwinsje en hege temperatuer. It fabrikaazjeproses, materiaalkarakteristiken en strukturele foardielen fan dizze mearlaachkonfiguraasje wurde besprutsen, mei klam op 'e relevânsje dêrfan foar folgjende generaasje krêftelektronika en mikro-elektromechanyske systemen (MEMS). De stúdzje fergeliket ek de eigenskippen en potinsjele tapassingen fan 4-inch en 6-inch SiCOI wafers, en markearret skalberens en yntegraasjeperspektiven foar avansearre healgeleiderapparaten.

Stjoer e-post nei ús

Funksjes

De struktuer fan 'e SiCOI-wafer

HPB (High-Performance Bonding) BIC (Bonded Integrated Circuit) en SOD (Silicon-on-Diamond of Silicon-on-Insulator-like technology). It omfettet:

Prestaasjemetriken:

List parameters lykas krektens, flatertypen (bygelyks "Gjin flater", "Weardeôfstân") en diktemjittingen (bygelyks "Direkte-laachdikte/kg").

In tabel mei numerike wearden (mooglik eksperimintele of prosesparameters) ûnder kopteksten lykas "ADDR/SYGBDT", "10/0", ensfh.

Gegevens oer laachdikte:

Útwreide werhelle yngongen mei it label "L1 Dikte (A)" oant "L270 Dikte (A)" (wierskynlik yn Ångströms, 1 Å = 0.1 nm).

Stelt in mearlaachse struktuer foar mei krekte diktekontrôle foar elke laach, typysk yn avansearre healgeleiderwafers.

SiCOI Wafer Struktuer

SiCOI (Silicon Carbide on Insulator) is in spesjalisearre waferstruktuer dy't silisiumkarbid (SiC) kombinearret mei in isolearjende laach, fergelykber mei SOI (Silicon-on-Insulator), mar optimalisearre foar tapassingen mei hege krêft/hege temperatuer. Wichtige skaaimerken:

Laachkomposysje:

Boppeste laach: Ienkristal silisiumkarbid (SiC) foar hege elektronmobiliteit en termyske stabiliteit.

Begroeven isolator: Typysk SiO₂ (okside) of diamant (yn SOD) om parasitêre kapasitans te ferminderjen en isolaasje te ferbetterjen.

Basissubstraat: Silisium of polykristallijn SiC foar meganyske stipe

Eigenskippen fan SiCOI-wafers

Elektryske eigenskippen Brede bandkloof (3.2 eV foar 4H-SiC): Maakt hege trochbraakspanning mooglik (>10× heger as silisium). Ferminderet lekstromen, wêrtroch de effisjinsje yn stroomfoarsjenningsapparaten ferbetteret.

Hege elektronmobiliteit:~900 cm²/V·s (4H-SiC) vs. ~1.400 cm²/V·s (Si), mar bettere prestaasjes yn it hege fjild.

Leech oan-wjerstân:SiCOI-basearre transistors (bygelyks MOSFET's) litte legere geliedingsferliezen sjen.

Uitstekende isolaasje:De begroeven okside (SiO₂) of diamantlaach minimalisearret parasitêre kapasitans en oerspraak.

Termyske eigenskippenHege termyske geliedingsfermogen: SiC (~490 W/m·K foar 4H-SiC) vs. Si (~150 W/m·K). Diamant (as brûkt as isolator) kin mear as 2.000 W/m·K hawwe, wat de waarmteôffier ferbetteret.

Termyske stabiliteit:Wurket betrouber by >300°C (tsjin ~150°C foar silisium). Ferminderet koelingseasken yn krêftelektronika.

3. Mechanyske en gemyske eigenskippenEkstreme hurdens (~9.5 Mohs): Bestindich tsjin slijtage, wêrtroch SiCOI duorsum is foar rûge omjouwings.

Gemyske inertheid:Bestindich tsjin oksidaasje en korrosje, sels yn soere/alkalyske omstannichheden.

Lege termyske útwreiding:Past goed by oare materialen dy't bestand binne tsjin hege temperatueren (bygelyks GaN).

4. Strukturele foardielen (vs. bulk SiC of SOI)

Fermindere substraatferliezen:Isolearjende laach foarkomt stroomlekkage yn it substraat.

Ferbettere RF-prestaasjes:Legere parasitêre kapasitans makket flugger wikseljen mooglik (nuttich foar 5G/mmWave-apparaten).

Fleksibel ûntwerp:In tinne SiC-toplaach kin it skalearjen fan apparaten optimalisearre wurde (bygelyks, ultratinne kanalen yn transistors).

Fergeliking mei SOI & Bulk SiC

Besit	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	Bulk SiC
Bandgap	3.2 eV (SiC)	1.1 eV (Si)	3.2 eV (SiC)
Termyske geliedingsfermogen	Heech (SiC + diamant)	Leech (SiO₂ beheint waarmtestream)	Heech (allinich SiC)
Breakdown Voltage	Hiel heech	Matich	Hiel heech
Kosten	Heger	Leger	Heechste (suvere SiC)

Applikaasjes fan SiCOI-wafers

Krêftelektronika
SiCOI-wafers wurde in soad brûkt yn healgeleiderapparaten mei hege spanning en hege fermogen lykas MOSFET's, Schottky-diodes en stroomskakelaars. De brede bandgap en hege trochbraakspanning fan SiC meitsje effisjinte stroomkonverzje mooglik mei fermindere ferliezen en ferbettere termyske prestaasjes.

Radiofrekwinsje (RF) apparaten
De isolearjende laach yn SiCOI-wafers ferminderet parasitêre kapasitans, wêrtroch't se geskikt binne foar hege-frekwinsjetransistors en fersterkers dy't brûkt wurde yn telekommunikaasje, radar en 5G-technologyen.

Mikroelektromechanyske systemen (MEMS)
SiCOI-wafers biede in robúst platfoarm foar it meitsjen fan MEMS-sensoren en aktuators dy't betrouber wurkje yn rûge omjouwings fanwegen de gemyske inertheid en meganyske sterkte fan SiC.

Hege-temperatuer elektroanika
SiCOI makket elektroanika mooglik dy't prestaasjes en betrouberens behâldt by ferhege temperatueren, wat foardielich is foar tapassingen yn 'e auto-, loftfeart- en yndustriële sektor dêr't konvinsjonele silikonapparaten falen.

Fotonyske en optoelektronyske apparaten
De kombinaasje fan 'e optyske eigenskippen fan SiC en de isolearjende laach fasilitearret de yntegraasje fan fotonyske circuits mei ferbettere termysk behear.

Stralingsferhurde elektroanika
Fanwegen de inherente strielingstolerânsje fan SiC binne SiCOI-wafers ideaal foar romte- en nukleêre tapassingen dy't apparaten fereaskje dy't omjouwings mei hege strieling wjersteane.

Fragen en antwurden oer SiCOI-wafers

F1: Wat is in SiCOI-wafer?

A: SiCOI stiet foar Silicon Carbide-on-Insulator. It is in healgeleiderwaferstruktuer wêrby't in tinne laach silisiumkarbid (SiC) ferbûn is mei in isolearjende laach (meastal silisiumdiokside, SiO₂), dy't stipe wurdt troch in silisiumsubstraat. Dizze struktuer kombinearret de poerbêste eigenskippen fan SiC mei elektryske isolaasje fan 'e isolator.

F2: Wat binne de wichtichste foardielen fan SiCOI-wafers?

A: De wichtichste foardielen omfetsje hege trochslachspanning, brede bandgap, poerbêste termyske geliedingsfermogen, superieure meganyske hurdens, en fermindere parasitêre kapasitans tanksij de isolearjende laach. Dit liedt ta ferbettere prestaasjes, effisjinsje en betrouberens fan it apparaat.

F3: Wat binne typyske tapassingen fan SiCOI-wafers?

A: Se wurde brûkt yn krêftelektronika, hege-frekwinsje RF-apparaten, MEMS-sensoren, hege-temperatuerelektronika, fotonyske apparaten en strielingsferhurde elektroanika.