SiCOI wafer 4inch 6inch HPSI SiC SiO2 Si subatrate na istraktura

SiCOI wafer 4inch 6inch HPSI SiC SiO2 Si subatrate structure Itinatampok na Larawan

Maikling Paglalarawan:

Ang papel na ito ay nagpapakita ng isang detalyadong pangkalahatang-ideya ng mga wafer ng Silicon Carbide-on-Insulator (SiCOI), partikular na nakatuon sa 4-inch at 6-inch na substrate na nagtatampok ng high-purity semi-insulating (HPSI) na mga layer ng silicon carbide (SiC) na naka-bonding sa silicon dioxide (SiO₂) insulating substrates (mga layer sa ibabaw ng mga silicon. Pinagsasama ng istraktura ng SiCOI ang mga pambihirang elektrikal, thermal, at mekanikal na katangian ng SiC kasama ang mga benepisyo ng electrical isolation ng oxide layer at ang mekanikal na suporta ng silicon substrate. Ang paggamit ng HPSI SiC ay nagpapahusay sa pagganap ng device sa pamamagitan ng pag-minimize ng substrate conduction at pagbabawas ng mga pagkalugi ng parasitiko, na ginagawang perpekto ang mga wafer na ito para sa high-power, high-frequency, at high-temperature na mga aplikasyon ng semiconductor. Ang proseso ng paggawa, mga katangian ng materyal, at mga bentahe sa istruktura ng multilayer na pagsasaayos na ito ay tinalakay, na binibigyang-diin ang kaugnayan nito sa mga susunod na henerasyong power electronics at microelectromechanical system (MEMS). Inihahambing din ng pag-aaral ang mga katangian at potensyal na aplikasyon ng 4-inch at 6-inch na SiCOI wafer, na nagha-highlight ng scalability at integration prospect para sa mga advanced na semiconductor device.

Magpadala ng email sa amin

Mga tampok

Ang istraktura ng SiCOI wafer

HPB (High-Performance Bonding) BIC (Bonded Integrated Circuit) at SOD (Silicon-on-Diamond o Silicon-on-Insulator-like na teknolohiya). Kabilang dito ang:

Mga Sukatan sa Pagganap:

Naglilista ng mga parameter tulad ng katumpakan, mga uri ng error (hal., "Walang error," "Distansya ng halaga"), at mga sukat ng kapal (hal., "Direct-Layer na kapal/kg").

Isang talahanayan na may mga numerical na halaga (maaaring pang-eksperimento o mga parameter ng proseso) sa ilalim ng mga heading tulad ng "ADDR/SYGBDT," "10/0," atbp.

Data ng Kapal ng Layer:

Malawak na paulit-ulit na mga entry na may label na "L1 Thickness (A)" hanggang "L270 Thickness (A)" (malamang sa Ångströms, 1 Å = 0.1 nm).

Nagmumungkahi ng multi-layered na istraktura na may tumpak na kontrol sa kapal para sa bawat layer, na karaniwan sa mga advanced na semiconductor wafer.

SiCOI Wafer Structure

Ang SiCOI (Silicon Carbide on Insulator) ay isang espesyal na istraktura ng wafer na pinagsasama ang silicon carbide (SiC) na may isang insulating layer, katulad ng SOI (Silicon-on-Insulator) ngunit na-optimize para sa high-power/high-temperature application. Mga pangunahing tampok:

Komposisyon ng Layer:

Nangungunang Layer: Single-crystal Silicon Carbide (SiC) para sa mataas na electron mobility at thermal stability.

Nakabaon na Insulator: Karaniwang SiO₂ (oxide) o brilyante (sa SOD) para bawasan ang parasitic capacitance at pahusayin ang isolation.

Base Substrate: Silicon o polycrystalline SiC para sa mekanikal na suporta

Mga katangian ng SiCOI wafer

Mga Katangian ng Elektrisidad Malapad na Bandgap (3.2 eV para sa 4H-SiC): Pinapagana ang mataas na breakdown na boltahe (>10x na mas mataas kaysa sa silicon). Binabawasan ang mga leakage current, pinapabuti ang kahusayan sa mga power device.

Mataas na Electron Mobility:~900 cm²/V·s (4H-SiC) vs. ~1,400 cm²/V·s (Si), ngunit mas mahusay na high-field na performance.

Mababang On-Resistance:Ang mga transistor na nakabase sa SiCOI (hal., mga MOSFET) ay nagpapakita ng mas mababang pagkalugi sa pagpapadaloy.

Napakahusay na pagkakabukod:Ang nakabaon na oxide (SiO₂) o layer ng brilyante ay nagpapaliit ng parasitic capacitance at crosstalk.

Mga Thermal PropertyMataas na Thermal Conductivity:SiC (~490 W/m·K para sa 4H-SiC) kumpara sa Si (~150 W/m·K). Ang brilyante (kung ginamit bilang insulator) ay maaaring lumampas sa 2,000 W/m·K, na nagpapahusay sa pag-alis ng init.

Thermal Stability:Gumagana nang mapagkakatiwalaan sa >300°C (vs. ~150°C para sa silicon). Binabawasan ang mga kinakailangan sa pagpapalamig sa power electronics.

3. Mga Katangian ng Mekanikal at KemikalExtreme Hardness (~9.5 Mohs): Lumalaban sa pagsusuot, ginagawang matibay ang SiCOI para sa malupit na kapaligiran.

Chemical Inertness:Lumalaban sa oksihenasyon at kaagnasan, kahit na sa acidic/alkaline na kondisyon.

Mababang Thermal Expansion:Mahusay na tumutugma sa iba pang materyal na may mataas na temperatura (hal., GaN).

4. Mga Kalamangan sa Structural (kumpara sa Bulk SiC o SOI)

Nabawasang Pagkalugi sa Substrate:Pinipigilan ng insulating layer ang kasalukuyang pagtagas sa substrate.

Pinahusay na Pagganap ng RF:Ang mas mababang kapasidad ng parasitiko ay nagbibigay-daan sa mas mabilis na paglipat (kapaki-pakinabang para sa mga 5G/mmWave device).

Flexible na Disenyo:Ang manipis na SiC top layer ay nagbibigay-daan para sa na-optimize na pag-scale ng device (hal., mga ultra-manipis na channel sa mga transistor).

Paghahambing sa SOI at Bulk SiC

Ari-arian	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	Bultuhang SiC
Bandgap	3.2 eV (SiC)	1.1 eV (Si)	3.2 eV (SiC)
Thermal Conductivity	Mataas (SiC + brilyante)	Mababa (nililimitahan ng SiO₂ ang daloy ng init)	Mataas (SiC lang)
Pagkasira ng Boltahe	Napakataas	Katamtaman	Napakataas
Gastos	Mas mataas	Ibaba	Pinakamataas (purong SiC)

Mga aplikasyon ng SiCOI wafer

Power Electronics
Ang mga SiCOI wafer ay malawakang ginagamit sa mga high-voltage at high-power na semiconductor na device gaya ng mga MOSFET, Schottky diode, at power switch. Ang malawak na bandgap at mataas na breakdown na boltahe ng SiC ay nagbibigay-daan sa mahusay na conversion ng kuryente na may pinababang pagkalugi at pinahusay na thermal performance.

Mga Device ng Radio Frequency (RF).
Ang insulating layer sa SiCOI wafers ay nagpapababa ng parasitic capacitance, na ginagawang angkop ang mga ito para sa mga high-frequency na transistor at amplifier na ginagamit sa mga teknolohiyang telekomunikasyon, radar, at 5G.

Microelectromechanical System (MEMS)
Ang mga SiCOI wafer ay nagbibigay ng matatag na platform para sa paggawa ng mga sensor at actuator ng MEMS na mapagkakatiwalaan na gumagana sa malupit na kapaligiran dahil sa kawalang-kilos at mekanikal na lakas ng SiC.

High-Temperature Electronics
Binibigyang-daan ng SiCOI ang mga electronics na nagpapanatili ng pagganap at pagiging maaasahan sa mataas na temperatura, na nakikinabang sa automotive, aerospace, at mga pang-industriyang aplikasyon kung saan nabigo ang mga kumbensyonal na aparatong silicon.

Mga Photonic at Optoelectronic na Device
Ang kumbinasyon ng mga optical na katangian ng SiC at ang insulating layer ay nagpapadali sa pagsasama ng mga photonic circuit na may pinahusay na thermal management.

Radiation-Hardened Electronics
Dahil sa likas na radiation tolerance ng SiC, ang mga SiCOI wafer ay perpekto para sa espasyo at nuclear application na nangangailangan ng mga device na lumalaban sa mga high-radiation na kapaligiran.

Q&A ng SiCOI wafer

Q1: Ano ang SiCOI wafer?

A: Ang SiCOI ay kumakatawan sa Silicon Carbide-on-Insulator. Ito ay isang semiconductor wafer structure kung saan ang isang manipis na layer ng silicon carbide (SiC) ay nakadikit sa isang insulating layer (karaniwan ay silicon dioxide, SiO₂), na sinusuportahan ng isang silicon substrate. Pinagsasama ng istrukturang ito ang mga mahuhusay na katangian ng SiC na may electrical isolation mula sa insulator.

Q2: Ano ang mga pangunahing bentahe ng SiCOI wafers?

A: Kabilang sa mga pangunahing bentahe ang mataas na breakdown voltage, malawak na bandgap, mahusay na thermal conductivity, superior mechanical hardness, at nabawasan ang parasitic capacitance salamat sa insulating layer. Ito ay humahantong sa pinahusay na pagganap ng device, kahusayan, at pagiging maaasahan.

Q3: Ano ang mga tipikal na aplikasyon ng SiCOI wafers?

A: Ginagamit ang mga ito sa power electronics, high-frequency RF device, MEMS sensors, high-temperature electronics, photonic device, at radiation-hardened electronics.