SiCOI вафли 4 инч 6 инчийн HPSI SiC SiO2 Si субратрын бүтэц

Товч тайлбар:

Энэхүү өгүүлэлд цахиурын карбид тусгаарлагч (SiCOI) вафлины талаарх дэлгэрэнгүй тоймыг танилцуулж байгаа бөгөөд ялангуяа цахиурын давхар исэл (SiO₂) тусгаарлагч давхаргад наалдсан өндөр цэвэршилттэй хагас тусгаарлагч (HPSI) цахиурын карбид (SiC) давхаргатай 4 инчийн болон 6 инчийн суурь дээр анхаарлаа хандуулсан болно. SiCOI бүтэц нь SiC-ийн онцгой цахилгаан, дулааны болон механик шинж чанарыг исэлдлийн давхаргын цахилгаан тусгаарлах давуу талууд болон цахиурын суурь дээр механик тулгууртай хослуулсан. HPSI SiC ашиглах нь суурь дамжуулалтыг багасгаж, шимэгчийн алдагдлыг бууруулснаар төхөөрөмжийн гүйцэтгэлийг сайжруулж, эдгээр вафлиг өндөр хүчин чадалтай, өндөр давтамжтай, өндөр температурт хагас дамжуулагч хэрэглээнд тохиромжтой болгодог. Энэхүү олон давхаргат тохиргооны үйлдвэрлэлийн процесс, материалын шинж чанар, бүтцийн давуу талуудыг хэлэлцэж, дараагийн үеийн цахилгаан электроник болон микроэлектромеханик систем (MEMS)-тэй холбоотой болохыг онцолсон болно. Судалгаанд мөн 4 инчийн болон 6 инчийн SiCOI вафлины шинж чанар, боломжит хэрэглээг харьцуулж, дэвшилтэт хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдийн өргөтгөх боломж болон интеграцийн хэтийн төлөвийг онцолсон болно.

Бидэнд имэйл илгээх

Онцлог шинж чанарууд

SiCOI вафлийн бүтэц

HPB (Өндөр хүчин чадалтай холболт) BIC (Блоклосон нэгдсэн хэлхээ) болон SOD (Алмазан дээрх цахиур эсвэл тусгаарлагч дээрх цахиур төст технологи). Үүнд дараахь зүйлс орно:

Гүйцэтгэлийн үзүүлэлтүүд:

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

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

Давхаргын зузааны өгөгдөл:

"L1 Зузаан (A)"-аас "L270 Зузаан (A)" хүртэлх шошготой давтагдсан өргөн хүрээтэй оруулгууд (Ångströms-ээр байх магадлалтай, 1 Å = 0.1 нм).

Дэвшилтэт хагас дамжуулагч ваферуудад байдаг шиг давхарга бүрийн зузааныг нарийн хянах боломжтой олон давхаргат бүтцийг санал болгодог.

SiCOI вафлийн бүтэц

SiCOI (Цахиур дээрх тусгаарлагч) нь цахиурын карбид (SiC)-ийг тусгаарлагч давхаргатай хослуулсан тусгай вафлийн бүтэц бөгөөд SOI (Цахиур дээрх тусгаарлагч)-тай төстэй боловч өндөр хүчин чадалтай/өндөр температурт ашиглахад оновчтой болгосон. Гол онцлогууд:

Давхаргын найрлага:

Дээд давхарга: Электроны өндөр хөдөлгөөн болон дулааны тогтвортой байдлыг хангахын тулд дан талст цахиурын карбид (SiC).

Булсан тусгаарлагч: Ерөнхийдөө SiO₂ (оксид) эсвэл алмаз (SOD хэлбэрээр) нь шимэгч багтаамжийг бууруулж, тусгаарлалтыг сайжруулахад ашиглагддаг.

Суурийн суурь: Механик дэмжлэг үзүүлэх зориулалттай цахиур эсвэл поликристалл SiC

SiCOI вафлийн шинж чанарууд

Цахилгаан шинж чанар Өргөн зурвасын зай (4H-SiC-д 3.2 эВ): Өндөр эвдрэлийн хүчдэлийг идэвхжүүлдэг (цахиураас >10 дахин өндөр). Алдагдлын гүйдлийг бууруулж, цахилгаан төхөөрөмжийн үр ашгийг сайжруулдаг.

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

Бага эсэргүүцэл:SiCOI дээр суурилсан транзисторууд (жишээ нь, MOSFET) нь дамжуулалтын алдагдал багатай байдаг.

Маш сайн тусгаарлагч:Далдлагдсан исэл (SiO₂) буюу алмазан давхарга нь паразит багтаамж болон харилцан яриаг багасгадаг.

Дулааны шинж чанарӨндөр дулаан дамжуулалт: SiC (4H-SiC-ийн хувьд ~490 Вт/м·К) ба Si (~150 Вт/м·К). Алмаз (дулаалга болгон ашиглавал) нь 2000 Вт/м·К-ээс хэтэрч, дулаан тархалтыг сайжруулж чадна.

Дулааны тогтвортой байдал:>300°C-д найдвартай ажилладаг (цахиурын хувьд ~150°C-тай харьцуулахад). Цахилгаан электроникийн хөргөлтийн шаардлагыг бууруулдаг.

3. Механик ба химийн шинж чанаруудХэт хатуулаг (~9.5 Мох): Элэгдэлд тэсвэртэй тул SiCOI нь хатуу ширүүн орчинд тэсвэртэй.

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

Дулааны бага тэлэлт:Бусад өндөр температурт тэсвэртэй материалуудтай (жишээ нь, GaN) сайн зохицдог.

4. Бүтцийн давуу талууд (их хэмжээний SiC эсвэл SOI-тай харьцуулахад)

Субстратын алдагдлыг бууруулсан:Тусгаарлагч давхарга нь суурь руу гүйдэл нэвчихээс сэргийлдэг.

Радио давтамжийн гүйцэтгэлийг сайжруулах:Бага паразит багтаамж нь илүү хурдан шилжих боломжийг олгодог (5G/mmWave төхөөрөмжүүдэд хэрэгтэй).

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

SOI болон бөөнөөр нь SiC-тэй харьцуулах

Үл хөдлөх хөрөнгө	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	Бөөнөөр SiC
Туузны завсар	3.2 эВ (SiC)	1.1 эВ (Si)	3.2 эВ (SiC)
Дулаан дамжуулалт	Өндөр (SiC + алмааз)	Бага (SiO₂ дулааны урсгалыг хязгаарладаг)	Өндөр (зөвхөн SiC)
Эвдрэлийн хүчдэл	Маш өндөр	Дунд зэрэг	Маш өндөр
Зардал	Дээд	Доод	Хамгийн өндөр (цэвэр SiC)

SiCOI вафлийн хэрэглээ

Цахилгаан электроник
SiCOI ваферуудыг MOSFET, Шоттки диод, цахилгаан унтраалга зэрэг өндөр хүчдэлийн болон өндөр хүчин чадалтай хагас дамжуулагч төхөөрөмжүүдэд өргөн ашигладаг. SiC-ийн өргөн зурвасын зай болон өндөр эвдрэлийн хүчдэл нь алдагдлыг бууруулж, дулааны гүйцэтгэлийг сайжруулж, цахилгааныг үр ашигтай хувиргах боломжийг олгодог.

Радио давтамжийн (RF) төхөөрөмжүүд
SiCOI ваферуудын тусгаарлагч давхарга нь паразит багтаамжийг бууруулж, цахилгаан холбоо, радар, 5G технологид ашигладаг өндөр давтамжийн транзистор болон өсгөгчүүдэд тохиромжтой болгодог.

Микроцахилгаан механик системүүд (MEMS)
SiCOI вафлууд нь SiC-ийн химийн идэвхгүй байдал болон механик бат бөх чанарын ачаар хүнд нөхцөлд найдвартай ажилладаг MEMS мэдрэгч болон идэвхжүүлэгч үйлдвэрлэх бат бөх платформ болдог.

Өндөр температурт электроник
SiCOI нь өндөр температурт гүйцэтгэл, найдвартай байдлыг хадгалах электроникийг бий болгодог бөгөөд уламжлалт цахиурын төхөөрөмжүүд эвдэрсэн тохиолдолд автомашин, сансар судлал, үйлдвэрлэлийн хэрэглээнд ашиг тустай.

Фотоник ба оптоэлектроник төхөөрөмжүүд
SiC-ийн оптик шинж чанар болон тусгаарлагч давхаргын хослол нь сайжруулсан дулааны менежменттэй фотоник хэлхээг нэгтгэхэд хялбар болгодог.

Цацраг туяагаар хатуурсан электроник
SiC-ийн төрөлхийн цацрагийн тэсвэрлэлтээс шалтгаалан SiCOI вафли нь өндөр цацрагийн орчинд тэсвэртэй төхөөрөмж шаарддаг сансрын болон цөмийн хэрэглээнд тохиромжтой.

SiCOI вафлийн асуулт, хариулт

А1: SiCOI вафли гэж юу вэ?

А: SiCOI нь тусгаарлагч дээрх цахиурын карбид гэсэн үгийн товчлол юм. Энэ нь цахиурын карбидын (SiC) нимгэн давхаргыг тусгаарлагч давхарга (ихэвчлэн цахиурын давхар исэл, SiO₂) дээр наасан хагас дамжуулагч вафер бүтэц бөгөөд үүнийг цахиурын суурь тулгуурлан тогтоодог. Энэхүү бүтэц нь SiC-ийн маш сайн шинж чанарыг тусгаарлагчаас цахилгаан тусгаарлалттай хослуулсан.

А2: SiCOI вафлины гол давуу талууд юу вэ?

А: Үндсэн давуу талууд нь өндөр эвдрэлийн хүчдэл, өргөн зурвасын зай, маш сайн дулаан дамжуулалт, дээд зэргийн механик хатуулаг, тусгаарлагч давхаргын ачаар паразит багтаамжийг бууруулах зэрэг орно. Энэ нь төхөөрөмжийн гүйцэтгэл, үр ашиг, найдвартай байдлыг сайжруулахад хүргэдэг.

А3: SiCOI вафлины ердийн хэрэглээ юу вэ?

А: Эдгээрийг цахилгаан электроник, өндөр давтамжийн RF төхөөрөмж, MEMS мэдрэгч, өндөр температурын электроник, фотоник төхөөрөмж, цацраг туяагаар хатуурсан электроникт ашигладаг.