SiCOI-wafer 4 duim 6 duim HPSI SiC SiO2 Si-substraatstruktuur

Kort beskrywing:

Hierdie artikel bied 'n gedetailleerde oorsig van Silikonkarbied-op-Isolator (SiCOI) wafers, spesifiek gefokus op 4-duim en 6-duim substrate met hoë-suiwerheid semi-isolerende (HPSI) silikonkarbied (SiC) lae gebind op silikondioksied (SiO₂) isolerende lae bo-op silikon (Si) substrate. Die SiCOI-struktuur kombineer die uitsonderlike elektriese, termiese en meganiese eienskappe van SiC met die elektriese isolasievoordele van die oksiedlaag en die meganiese ondersteuning van die silikonsubstraat. Die gebruik van HPSI SiC verbeter toestelprestasie deur substraatgeleiding te minimaliseer en parasitiese verliese te verminder, wat hierdie wafers ideaal maak vir hoë-krag, hoë-frekwensie en hoë-temperatuur halfgeleiertoepassings. Die vervaardigingsproses, materiaaleienskappe en strukturele voordele van hierdie multilaagkonfigurasie word bespreek, met die klem op die relevansie daarvan vir volgende-generasie kragselektronika en mikro-elektromeganiese stelsels (MEMS). Die studie vergelyk ook die eienskappe en potensiële toepassings van 4-duim en 6-duim SiCOI wafers, en beklemtoon skaalbaarheid en integrasievooruitsigte vir gevorderde halfgeleiertoestelle.

Stuur e-pos aan ons

Kenmerke

SiCOI-wafer se struktuur

HPB (Hoëprestasiebinding), BIC (Gebonde Geïntegreerde Kring) en SOD (Silikon-op-Diamant- of Silikon-op-Isolator-agtige tegnologie). Dit sluit in:

Prestasiemetrieke:

Lys parameters soos akkuraatheid, fouttipes (bv. "Geen fout nie," "Waarde-afstand") en diktemetings (bv. "Direktelaagdikte/kg").

'n Tabel met numeriese waardes (moontlik eksperimentele of prosesparameters) onder opskrifte soos "ADDR/SYGBDT," "10/0," ens.

Laagdiktedata:

Uitgebreide herhalende inskrywings gemerk "L1 Dikte (A)" tot "L270 Dikte (A)" (waarskynlik in Ångströms, 1 Å = 0.1 nm).

Stel 'n meerlaagstruktuur met presiese diktebeheer vir elke laag voor, tipies in gevorderde halfgeleierwafers.

SiCOI Waferstruktuur

SiCOI (Silikonkarbied op isolator) is 'n gespesialiseerde waferstruktuur wat silikonkarbied (SiC) met 'n isolerende laag kombineer, soortgelyk aan SOI (Silikon-op-isolator), maar geoptimaliseer vir hoë-krag/hoë-temperatuur toepassings. Belangrike kenmerke:

Laagsamestelling:

Boonste laag: Enkelkristal silikonkarbied (SiC) vir hoë elektronmobiliteit en termiese stabiliteit.

Begrawe isolator: Tipies SiO₂ (oksied) of diamant (in SOD) om parasitiese kapasitansie te verminder en isolasie te verbeter.

Basissubstraat: Silikon of polikristallyne SiC vir meganiese ondersteuning

Eienskappe van SiCOI-wafers

Elektriese Eienskappe Wye bandgaping (3.2 eV vir 4H-SiC): Maak hoë deurslagspanning moontlik (>10× hoër as silikon). Verminder lekstrome, wat doeltreffendheid in kragtoestelle verbeter.

Hoë elektronmobiliteit:~900 cm²/V·s (4H-SiC) teenoor ~1 400 cm²/V·s (Si), maar beter hoëveldprestasie.

Lae aan-weerstand:SiCOI-gebaseerde transistors (bv. MOSFET's) toon laer geleidingsverliese.

Uitstekende isolasie:Die begrawe oksied (SiO₂) of diamantlaag minimaliseer parasitiese kapasitansie en kruisspraak.

Termiese EienskappeHoë Termiese Geleidingsvermoë: SiC (~490 W/m·K vir 4H-SiC) teenoor Si (~150 W/m·K). Diamant (indien as isolator gebruik) kan 2 000 W/m·K oorskry, wat hitteverspreiding verbeter.

Termiese stabiliteit:Werk betroubaar teen >300°C (teenoor ~150°C vir silikon). Verminder verkoelingsvereistes in kragelektronika.

3. Meganiese en Chemiese EienskappeEkstreme Hardheid (~9.5 Mohs): Weerstaan slytasie, wat SiCOI duursaam maak vir strawwe omgewings.

Chemiese traagheid:Weerstaan oksidasie en korrosie, selfs in suur/alkaliese toestande.

Lae Termiese Uitbreiding:Pas goed by ander hoëtemperatuurmateriale (bv. GaN).

4. Strukturele voordele (teenoor grootmaat SiC of SOI)

Verminderde substraatverliese:Die isolerende laag voorkom stroomlekkasie in die substraat.

Verbeterde RF-prestasie:Laer parasitiese kapasitansie maak vinniger skakeling moontlik (nuttig vir 5G/mmWave-toestelle).

Buigsame Ontwerp:Dun SiC-boonste laag maak voorsiening vir geoptimaliseerde toestelskalering (bv. ultradun kanale in transistors).

Vergelyking met SOI en Bulk SiC

Eiendom	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	Grootmaat SiC
Bandgaping	3.2 eV (SiC)	1.1 eV (Si)	3.2 eV (SiC)
Termiese geleidingsvermoë	Hoog (SiC + diamant)	Laag (SiO₂ beperk hittevloei)	Hoog (slegs SiC)
Afbreekspanning	Baie Hoog	Matig	Baie Hoog
Koste	Hoër	Laer	Hoogste (suiwer SiC)

SiCOI-wafer se toepassings

Kragelektronika
SiCOI-wafers word wyd gebruik in hoëspanning- en hoëkrag-halfgeleiertoestelle soos MOSFET's, Schottky-diodes en kragskakelaars. Die wye bandgaping en hoë deurslagspanning van SiC maak doeltreffende kragomskakeling met verminderde verliese en verbeterde termiese werkverrigting moontlik.

Radiofrekwensie (RF) toestelle
Die isolerende laag in SiCOI-wafers verminder parasitiese kapasitansie, wat hulle geskik maak vir hoëfrekwensie-transistors en versterkers wat in telekommunikasie-, radar- en 5G-tegnologieë gebruik word.

Mikro-elektromeganiese Stelsels (MEMS)
SiCOI-wafers bied 'n robuuste platform vir die vervaardiging van MEMS-sensors en -aktuators wat betroubaar in strawwe omgewings werk as gevolg van SiC se chemiese traagheid en meganiese sterkte.

Hoëtemperatuur-elektronika
SiCOI maak elektronika moontlik wat werkverrigting en betroubaarheid by verhoogde temperature handhaaf, wat motor-, lugvaart- en industriële toepassings bevoordeel waar konvensionele silikontoestelle faal.

Fotoniese en Opto-elektroniese Toestelle
Die kombinasie van SiC se optiese eienskappe en die isolerende laag vergemaklik die integrasie van fotoniese stroombane met verbeterde termiese bestuur.

Stralingsverharde elektronika
As gevolg van die inherente stralingsbestandheid van SiC, is SiCOI-wafers ideaal vir ruimte- en kerntoepassings wat toestelle vereis wat hoëstralingsomgewings kan weerstaan.

V&A oor SiCOI-wafers

V1: Wat is 'n SiCOI-wafer?

A: SiCOI staan vir Silikonkarbied-op-Isolator. Dit is 'n halfgeleierwafelstruktuur waar 'n dun lagie silikonkarbied (SiC) op 'n isolerende laag (gewoonlik silikondioksied, SiO₂) gebind is, wat deur 'n silikonsubstraat ondersteun word. Hierdie struktuur kombineer SiC se uitstekende eienskappe met elektriese isolasie van die isolator.

V2: Wat is die belangrikste voordele van SiCOI-wafers?

A: Die belangrikste voordele sluit in hoë deurslagspanning, wye bandgaping, uitstekende termiese geleidingsvermoë, superieure meganiese hardheid en verminderde parasitiese kapasitansie danksy die isolerende laag. Dit lei tot verbeterde toestelprestasie, doeltreffendheid en betroubaarheid.

V3: Wat is tipiese toepassings van SiCOI-wafers?

A: Hulle word gebruik in kragelektronika, hoëfrekwensie-RF-toestelle, MEMS-sensors, hoëtemperatuur-elektronika, fotoniese toestelle en stralingsverharde elektronika.