SICOI (kísillkarbíð á einangrunarefni) skífur SiC filmu á kísill
Ítarlegt skýringarmynd
Kynning á kísilkarbíði á einangrunarskífum (SICOI)
Kísilkarbíð á einangrunarefni (SICOI) skífur eru næstu kynslóðar hálfleiðaraundirlag sem samþætta framúrskarandi eðlis- og rafeiginleika kísilkarbíðs (SiC) við framúrskarandi rafeinangrunareiginleika einangrandi stuðpúðalags, svo sem kísildíoxíðs (SiO₂) eða kísildítríðs (Si₃N₄). Dæmigerð SICOI skífa samanstendur af þunnu epitaxial SiC lagi, millistig einangrunarfilmu og stuðningsgrunni, sem getur verið annað hvort kísill eða SiC.
Þessi blendingsbygging er hönnuð til að uppfylla strangar kröfur rafeindatækja sem nota mikla afl, hátíðni og þolir háan hita. Með því að fella inn einangrandi lag lágmarka SICOI-skífur sníkjudýrarafkastagetu og bæla niður lekastrauma, sem tryggir hærri rekstrartíðni, betri skilvirkni og bætta hitastjórnun. Þessir kostir gera þær mjög verðmætar í geirum eins og rafknúnum ökutækjum, 5G fjarskiptainnviðum, geimferðakerfum, háþróaðri RF-rafeindatækni og MEMS skynjaratækni.
Framleiðsluregla SICOI-skífna
SICOI (kísilkarbíð á einangrunarefni) skífur eru framleiddar með háþróaðri aðferðlíming og þynning á skífum:
-
Vöxtur SiC undirlags– Hágæða einkristalla SiC-skífa (4H/6H) er útbúin sem gjafaefni.
-
Útfelling einangrandi lags– Einangrunarfilma (SiO₂ eða Si₃N₄) myndast á burðarplötunni (Si eða SiC).
-
Vafralíming– SiC-skífan og burðarskífan eru tengd saman við háan hita eða plasmaaðstoð.
-
Þynning og pússun– SiC gjafaskífan er þynnt niður í nokkra míkrómetra og pússuð til að ná fram atómsléttu yfirborði.
-
Lokaskoðun– Fullbúin SICOI-skífa er prófuð með tilliti til þykktar, yfirborðsgrófleika og einangrunargetu.
Í gegnum þetta ferli, aþunnt virkt SiC lagmeð framúrskarandi rafmagns- og hitaeiginleikum er sameinað einangrunarfilmu og stuðningsgrunni, sem skapar afkastamikinn vettvang fyrir næstu kynslóð aflgjafa- og RF-búnað.
Helstu kostir SICOI-skífna
| Eiginleikaflokkur | Tæknilegir eiginleikar | Kjarnaávinningur |
|---|---|---|
| Efnisbygging | 4H/6H-SiC virkt lag + einangrunarfilma (SiO₂/Si₃N₄) + Si eða SiC burðarefni | Náir sterkri rafmagnseinangrun, dregur úr truflunum frá sníkjudýrum |
| Rafmagnseiginleikar | Mikill niðurbrotsstyrkur (>3 MV/cm), lítið rafskautstap | Bjartsýni fyrir háspennu og hátíðni notkun |
| Varmaeiginleikar | Varmaleiðni allt að 4,9 W/cm·K, stöðug yfir 500°C | Árangursrík varmaleiðsla, framúrskarandi árangur við mikla hitauppstreymi |
| Vélrænir eiginleikar | Mjög mikil hörku (Mohs 9,5), lágur varmaþenslustuðull | Sterkur gegn álagi, eykur endingu tækisins |
| Yfirborðsgæði | Mjög slétt yfirborð (Ra <0,2 nm) | Stuðlar að gallalausri epitaxíu og áreiðanlegri framleiðslu tækja |
| Einangrun | Viðnám >10¹⁴ Ω·cm, lágur lekastraumur | Áreiðanleg notkun í RF og háspennu einangrunarforritum |
| Stærð og sérstillingar | Fáanlegt í 4, 6 og 8 tommu sniðum; SiC þykkt 1–100 μm; einangrun 0,1–10 μm | Sveigjanleg hönnun fyrir mismunandi kröfur um notkun |
Helstu notkunarsvið
| Umsóknargeirinn | Dæmigert notkunartilvik | Árangurskostir |
|---|---|---|
| Rafmagns rafeindatækni | Rafmagnsspennarar, hleðslustöðvar, iðnaðarafltæki | Há bilunarspenna, minnkað rofatap |
| RF og 5G | Aflmagnarar grunnstöðva, millimetrabylgjuíhlutir | Lítil sníkjudýr, styður aðgerðir á GHz-sviðinu |
| MEMS skynjarar | Þrýstingsskynjarar fyrir erfiðar aðstæður, MEMS fyrir leiðsögukerfi | Mikil hitastöðugleiki, geislunarþolinn |
| Flug- og varnarmál | Gervihnattasamskipti, rafeindabúnaðir fyrir flug | Áreiðanleiki við mikinn hita og geislunaráhrif |
| Snjallnet | HVDC breytir, rafrásarrofar í föstum efnum | Mikil einangrun lágmarkar orkutap |
| Ljóstækni | UV LED, leysigeislar | Hár kristallagæði styðja skilvirka ljósgeislun |
Framleiðsla á 4H-SiCOI
Framleiðsla á 4H-SiCOI skífum er náð meðlíming og þynningarferli á skífum, sem gerir kleift að búa til hágæða einangrandi tengifleti og gallalaus virk SiC lög.
-
aSkýringarmynd af framleiðslu 4H-SiCOI efnispallsins.
-
bMynd af 4 tommu 4H-SiCOI skífu með límingu og þynningu; gallasvæði merkt.
-
cÞykktarjöfnuður á 4H-SiCOI undirlaginu.
-
dSjónræn mynd af 4H-SiCOI deyju.
-
eFerli við framleiðslu á SiC ördiskóm.
-
fSEM: SEM fullgerðs ördiskóms.
-
gStækkað SEM sem sýnir hliðarvegg ómholfsins; innskot með AFM sýnir sléttleika yfirborðs á nanóskala.
-
hÞversniðs-SEM sem sýnir parabólulaga efra yfirborð.
Algengar spurningar um SICOI vöfflur
Spurning 1: Hvaða kosti hafa SICOI-skífur umfram hefðbundnar SiC-skífur?
A1: Ólíkt hefðbundnum SiC undirlögum innihalda SICOI skífur einangrandi lag sem dregur úr sníkjudýrarýmd og lekastrauma, sem leiðir til meiri skilvirkni, betri tíðnisvörunar og framúrskarandi hitauppstreymisafkösts.
Q2: Hvaða stærðir af skífum eru venjulega í boði?
A2: SICOI-skífur eru almennt framleiddar í 4 tommu, 6 tommu og 8 tommu sniðum, með sérsniðinni SiC og þykkt einangrunarlags í boði eftir kröfum tækisins.
Spurning 3: Hvaða atvinnugreinar njóta mest góðs af SICOI-skífum?
A3: Lykilategundir eru meðal annars aflrafeindatækni fyrir rafknúin ökutæki, RF-rafeindatækni fyrir 5G net, MEMS fyrir flug- og geimskynjara og ljósfræðileg rafeindatækni eins og útfjólubláa LED-ljós.
Spurning 4: Hvernig bætir einangrunarlagið afköst tækisins?
A4: Einangrunarfilman (SiO₂ eða Si₃N₄) kemur í veg fyrir straumleka og dregur úr rafmagnskrossheyrslu, sem gerir kleift að viðhalda meiri spennu, skipta skilvirkari og minnka varmatap.
Spurning 5: Henta SICOI-skífur til notkunar við háan hita?
A5: Já, með mikilli varmaleiðni og viðnám yfir 500°C eru SICOI-skífur hannaðar til að virka áreiðanlega við mikinn hita og í erfiðu umhverfi.
Spurning 6: Er hægt að aðlaga SICOI-skífur?
A6: Algjörlega. Framleiðendur bjóða upp á sérsniðnar hönnun fyrir ákveðna þykkt, blöndunarstig og undirlagssamsetningar til að mæta fjölbreyttum rannsóknar- og iðnaðarþörfum.
