SiCOI өрмөнцөр 4 инчийн 6 инчийн HPSI SiC SiO2 Si субатрат бүтэц

SiCOI хавтанцар 4 инчийн 6 инчийн HPSI SiC SiO2 Si субатрат бүтэц Онцлох зураг

Богино тайлбар:

Энэхүү нийтлэлд цахиурын давхар исэл (SiO₂ давхарга) дээр наалдсан өндөр цэвэршилттэй хагас тусгаарлагч (HPSI) цахиурын карбидын (SiC) давхаргыг агуулсан 4 инч ба 6 инчийн субстрат дээр онцгой анхаарал хандуулсан Silicon Carbide-on-Insulator (SiCOI) хавтангийн нарийвчилсан тоймыг үзүүлэв. SiCOI бүтэц нь SiC-ийн онцгой цахилгаан, дулаан, механик шинж чанарыг оксидын давхаргын цахилгаан тусгаарлах ашиг тус, цахиурын субстратын механик дэмжлэгтэй хослуулсан. HPSI SiC-ийг ашиглах нь субстратын дамжуулалтыг багасгаж, шимэгч хорхойн алдагдлыг багасгах замаар төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулж, эдгээр өрөмийг өндөр хүчин чадал, өндөр давтамж, өндөр температурт хагас дамжуулагчийн хэрэглээнд тохиромжтой болгодог. Энэхүү олон давхаргат тохируулгын үйлдвэрлэлийн үйл явц, материалын шинж чанар, бүтцийн давуу талуудын талаар ярилцаж, түүний дараагийн үеийн цахилгаан электроник болон микро цахилгаан механик системд (MEMS) хамааралтай болохыг онцлон тэмдэглэв. Энэхүү судалгаа нь 4 ба 6 инчийн SiCOI хавтангийн шинж чанар, боломжит хэрэглээг харьцуулж, дэвшилтэт хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн өргөтгөх чадвар, нэгтгэх хэтийн төлөвийг онцолсон.

Бидэн рүү имэйл илгээнэ үү

Онцлогууд

SiCOI өрмөнцөрийн бүтэц

HPB (High-Performance Bonding) BIC (Bonded Integrated Circuit) болон SOD (Silicon-on-Diamond эсвэл Silicon-on-Insulator-like технологи). Үүнд:

Гүйцэтгэлийн хэмжүүр:

Нарийвчлал, алдааны төрөл (жишээ нь, "Алдаа байхгүй", "Утгын зай"), зузаан хэмжилт (жишээ нь, "Шууд давхаргын зузаан/кг") зэрэг параметрүүдийг жагсаана.

"ADDR/SYGBDT", "10/0" гэх мэт гарчгийн дор тоон утгууд (туршилтын эсвэл процессын параметрүүд байж магадгүй) хүснэгт.

Давхаргын зузаан өгөгдөл:

"L1 Зузаан (A)" -аас "L270 Зузаан (A)" гэсэн шошготой олон тооны давтагдсан оруулгууд (Ангстремс, 1 Å = 0.1 нм байх магадлалтай).

Давхарга тус бүрийн зузааныг нарийн хянах чадвартай олон давхаргат бүтцийг санал болгож байна, энэ нь дэвшилтэт хагас дамжуулагч өргүүрт байдаг.

SiCOI өрлөгийн бүтэц

SiCOI (Тусгаарлагч дээрх цахиурын карбид) нь SOI (Цахиурт цахиур)-тай төстэй тусгаарлагч давхаргатай цахиурын карбидыг (SiC) хослуулсан тусгай хавтанцар бүтэц юм, гэхдээ өндөр хүчин чадал/өндөр температурт ашиглахад тохиромжтой. Гол онцлогууд:

Давхаргын найрлага:

Дээд давхарга: Нэг талст цахиурын карбид (SiC) нь электроны өндөр хөдөлгөөн ба дулааны тогтвортой байдлыг хангадаг.

Оршуулсан тусгаарлагч: Шимэгчийн багтаамжийг бууруулж, тусгаарлалтыг сайжруулахын тулд ихэвчлэн SiO₂ (оксид) эсвэл алмаз (SOD) байдаг.

Суурь субстрат: Механик тулгуурын зориулалттай цахиур эсвэл поликристал SiC

SiCOI өрмөнцөрийн шинж чанарууд

Цахилгаан шинж чанарууд Өргөн зурвасын зай (4H-SiC-ийн хувьд 3.2 эВ): Өндөр эвдрэлийн хүчдэлийг идэвхжүүлдэг (цахиураас 10 дахин их). Алдагдлын гүйдлийг багасгаж, цахилгаан төхөөрөмжийн үр ашгийг дээшлүүлнэ.

Өндөр электрон хөдөлгөөн:~900 см²/V·s (4H-SiC) эсрэг ~1,400 см²/V·s (Si), гэхдээ өндөр талбайн гүйцэтгэл илүү сайн.

Бага эсэргүүцэл:SiCOI-д суурилсан транзисторууд (жишээлбэл, MOSFETs) дамжуулалтын алдагдал багатай байдаг.

Маш сайн тусгаарлагч:Оршуулсан исэл (SiO₂) буюу алмааз давхарга нь шимэгчийн багтаамж, харилцан яриаг багасгадаг.

Дулааны шинж чанарӨндөр дулаан дамжуулалт:SiC (4H-SiC-ийн хувьд ~490 Вт/м·К) -ийн эсрэг Si (~150 Вт/м·К). Алмазан (тусгаарлагч болгон ашиглавал) 2,000 Вт/м·К-ээс хэтэрч, дулааны тархалтыг сайжруулна.

Дулааны тогтвортой байдал:>300°C-т найдвартай ажилладаг (цахиурын хувьд ~150°C). Эрчим хүчний электроникийн хөргөлтийн хэрэгцээг бууруулдаг.

3. Механик ба химийн шинж чанаруудХэт хатуулаг (~9.5 Мох): Элэгдэлд тэсвэртэй, SiCOI-ийг хатуу ширүүн орчинд удаан эдэлгээтэй болгодог.

Химийн идэвхгүй байдал:Хүчиллэг/шүлтлэг нөхцөлд ч исэлдэлт, зэврэлтэнд тэсвэртэй.

Бага дулааны тэлэлт:Бусад өндөр температурт тэсвэртэй материалуудтай (жишээлбэл, GaN) сайн тохирдог.

4. Бүтцийн давуу тал (Bulk SiC эсвэл SOI-тэй харьцуулахад)

Субстратын алдагдлыг бууруулсан:Тусгаарлагч давхарга нь субстрат руу гүйдэл алдахаас сэргийлдэг.

Сайжруулсан RF-ийн гүйцэтгэл:Бага шимэгчийн багтаамж нь илүү хурдан шилжих боломжийг олгодог (5G/mmWave төхөөрөмжүүдэд ашигтай).

Уян хатан дизайн:Нимгэн SiC дээд давхарга нь төхөөрөмжийн масштабыг оновчтой болгох боломжийг олгодог (жишээлбэл, транзистор дахь хэт нимгэн суваг).

SOI & Bulk SiC-тай харьцуулах

Өмч	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	Бөөнөөр SiC
Bandgap	3.2 эВ (SiC)	1.1 эВ (Si)	3.2 эВ (SiC)
Дулаан дамжуулалт	Өндөр (SiC + алмаз)	Бага (SiO₂ дулааны урсгалыг хязгаарладаг)	Өндөр (зөвхөн SiC)
Эвдрэлийн хүчдэл	Маш өндөр	Дунд зэрэг	Маш өндөр
Зардал	Илүү өндөр	Доод	Хамгийн өндөр (цэвэр SiC)

SiCOI өрлөгийн програмууд

Эрчим хүчний электроник
SiCOI хавтан нь MOSFET, Schottky диод, цахилгаан унтраалга зэрэг өндөр хүчдэлийн болон өндөр хүчин чадалтай хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдэд өргөн хэрэглэгддэг. SiC-ийн өргөн зурвасын зай, өндөр задралын хүчдэл нь алдагдлыг бууруулж, дулааны гүйцэтгэлийг сайжруулснаар эрчим хүчийг үр ашигтай хувиргах боломжийг олгодог.

Радио давтамжийн (RF) төхөөрөмжүүд
SiCOI хавтан дахь тусгаарлагч давхарга нь шимэгчийн багтаамжийг бууруулж, харилцаа холбоо, радар, 5G технологид ашигладаг өндөр давтамжийн транзистор, өсгөгчийг ашиглахад тохиромжтой.

Микроэлектромеханик систем (MEMS)
SiCOI хавтангууд нь SiC-ийн химийн идэвхгүй байдал, механик бат бөх байдлын улмаас хатуу ширүүн орчинд найдвартай ажилладаг MEMS мэдрэгч ба идэвхжүүлэгчийг үйлдвэрлэх найдвартай платформоор хангадаг.

Өндөр температурт цахилгаан хэрэгсэл
SiCOI нь өндөр температурт гүйцэтгэл, найдвартай байдлыг хадгалах электроникийг идэвхжүүлж, ердийн цахиурын төхөөрөмж эвдэрсэн тохиолдолд автомашин, сансар, үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд ашиг тустай.

Фотоник ба оптоэлектроник төхөөрөмжүүд
SiC-ийн оптик шинж чанар ба тусгаарлагч давхаргын хослол нь сайжруулсан дулааны удирдлагатай фотоник хэлхээг нэгтгэх боломжийг олгодог.

Цацрагаар хатуурсан электроник
SiC-ийн төрөлхийн цацрагийг тэсвэрлэх чадварын улмаас SiCOI хавтан нь цацрагийн өндөр орчинд тэсвэртэй төхөөрөмж шаарддаг сансрын болон цөмийн хэрэглээнд тохиромжтой.

SiCOI өрмөнцөрийн асуулт, хариулт

Асуулт 1: SiCOI хавтан гэж юу вэ?

Х: SiCOI гэдэг нь Цахиурын карбид дээр тусгаарлагч гэсэн үг. Энэ нь цахиурын субстратаар бэхлэгдсэн тусгаарлагч давхарга (ихэвчлэн цахиурын давхар исэл, SiO₂) дээр цахиурын карбидын нимгэн давхаргыг (SiC) холбосон хагас дамжуулагч хавтанцар бүтэц юм. Энэхүү бүтэц нь SiC-ийн маш сайн шинж чанарыг тусгаарлагчаас цахилгаан тусгаарлалттай хослуулсан.

Асуулт 2: SiCOI өргүүрийн гол давуу талууд юу вэ?

Х: Үндсэн давуу тал нь өндөр эвдрэлийн хүчдэл, өргөн зурвасын зай, маш сайн дулаан дамжуулалт, дээд зэргийн механик хатуулаг, тусгаарлагч давхаргын ачаар шимэгчдийн багтаамжийг бууруулдаг. Энэ нь төхөөрөмжийн гүйцэтгэл, үр ашиг, найдвартай байдлыг сайжруулахад хүргэдэг.

Асуулт 3: SiCOI өргүүрийн ердийн хэрэглээ юу вэ?

Хариулт: Эдгээрийг цахилгаан эрчим хүчний электроник, өндөр давтамжийн RF төхөөрөмж, MEMS мэдрэгч, өндөр температурт электроник, фотоник төхөөрөмж, цацрагаар хатуурсан электроникуудад ашигладаг.