SiCOI skífa 4 tommur 6 tommur HPSI SiC SiO2 Si undirlagsbygging

Stutt lýsing:

Þessi grein veitir ítarlegt yfirlit yfir kísilkarbíð-á-einangrunarefni (SiCOI) skífur, með sérstaka áherslu á 4 tommu og 6 tommu undirlag með hágæða hálf-einangrandi (HPSI) kísilkarbíð (SiC) lögum sem eru tengd við kísildíoxíð (SiO₂) einangrunarlög ofan á kísil (Si) undirlag. SiCOI uppbyggingin sameinar einstaka rafmagns-, varma- og vélræna eiginleika SiC við rafmagns einangrunarkosti oxíðlagsins og vélræns stuðnings kísilundirlagsins. Notkun HPSI SiC eykur afköst tækja með því að lágmarka leiðni undirlagsins og draga úr sníkjudýratapi, sem gerir þessar skífur tilvaldar fyrir háafls-, hátíðni- og háhita hálfleiðaraforrit. Fjallað er um framleiðsluferlið, efniseiginleika og byggingarkosti þessarar fjöllaga uppsetningar, með áherslu á mikilvægi þess fyrir næstu kynslóð aflrafeindatækni og örrafvélræn kerfi (MEMS). Rannsóknin ber einnig saman eiginleika og möguleg notkun 4 tommu og 6 tommu SiCOI skífa, og undirstrikar sveigjanleika og samþættingarmöguleika fyrir háþróaða hálfleiðaratæki.

Senda okkur tölvupóst

Eiginleikar

Uppbygging SiCOI skífu

HPB (Háafkastamikil líming), BIC (Límtengd rafrás) og SOD (Kísill á demant eða tækni sem líkist kísill á einangrun). Þetta felur í sér:

Árangursmælikvarðar:

Listar upp breytur eins og nákvæmni, tegundir villna (t.d. "Engin villa", "Fjarlægðargildi") og þykktarmælingar (t.d. "Bein þykkt/kg").

Tafla með tölulegum gildum (hugsanlega tilrauna- eða ferlisbreytum) undir fyrirsögnum eins og "ADDR/SYGBDT", "10/0" o.s.frv.

Gögn um lagþykkt:

Ítarlegar endurteknar færslur merktar frá „L1 Þykkt (A)“ til „L270 Þykkt (A)“ (líklega í Ångström, 1 Å = 0,1 nm).

Leggur til marglaga uppbyggingu með nákvæmri þykktarstýringu fyrir hvert lag, dæmigert í háþróuðum hálfleiðaraskífum.

SiCOI skífuuppbygging

SiCOI (Silicon Carbide on Insulator) er sérhæfð skífubygging sem sameinar kísillkarbíð (SiC) og einangrandi lag, svipað og SOI (Silicon-on-Insulator) en er fínstillt fyrir notkun við mikla aflgjafa og háan hita. Helstu eiginleikar:

Lagasamsetning:

Efsta lag: Einkristallað kísillkarbíð (SiC) fyrir mikla hreyfanleika rafeinda og hitastöðugleika.

Grafinn einangrari: Yfirleitt SiO₂ (oxíð) eða demantur (í SOD) til að draga úr sníkjudýrarýmd og bæta einangrun.

Grunnlag: Kísill eða fjölkristallað SiC fyrir vélrænan stuðning

Eiginleikar SiCOI skífu

Rafmagnseiginleikar Breitt bandbil (3,2 eV fyrir 4H-SiC): Gerir kleift að nota háa bilunarspennu (>10x hærri en kísill). Minnkar lekastrauma og bætir skilvirkni í aflgjafa.

Mikil rafeindahreyfanleiki:~900 cm²/V·s (4H-SiC) samanborið við ~1.400 cm²/V·s (Si), en betri afköst í háspennusviði.

Lágt viðnám:SiCOI-byggðir smárar (t.d. MOSFET) sýna minni leiðnitap.

Frábær einangrun:Grafna oxíðlagið (SiO₂) eða demantslagið lágmarkar sníkjudýrarafrýmd og krossheyrslu.

VarmaeiginleikarMikil varmaleiðni: SiC (~490 W/m·K fyrir 4H-SiC) samanborið við Si (~150 W/m·K). Demantur (ef hann er notaður sem einangrunarefni) getur farið yfir 2.000 W/m·K, sem eykur varmadreifingu.

Hitastöðugleiki:Virkar áreiðanlega við >300°C (á móti ~150°C fyrir sílikon). Dregur úr kæliþörf í aflrafmagnstækjum.

3. Vélrænir og efnafræðilegir eiginleikarMjög mikil hörku (~9,5 Mohs): Þolir slit, sem gerir SiCOI endingargott fyrir erfiðar aðstæður.

Efnafræðileg óvirkni:Þolir oxun og tæringu, jafnvel við súrar/basískar aðstæður.

Lítil hitauppstreymi:Passar vel við önnur efni sem þola háan hita (t.d. GaN).

4. Byggingarkostir (á móti magnframleiðslu á SiC eða SOI)

Minnkað tap á undirlagi:Einangrunarlagið kemur í veg fyrir að straumur leki inn í undirlagið.

Bætt RF-afköst:Lægri sníkjuvirkni gerir kleift að skipta hraðar (gagnlegt fyrir 5G/mmWave tæki).

Sveigjanleg hönnun:Þunnt SiC efsta lag gerir kleift að hámarka stærðargráðu tækja (t.d. ofurþunnar rásir í smárum).

Samanburður við SOI og SiC í lausu

Eign	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	Magn SiC
Bandgap	3,2 eV (SiC)	1,1 eV (Si)	3,2 eV (SiC)
Varmaleiðni	Hátt (SiC + demantur)	Lágt (SiO₂ takmarkar varmaflæði)	Hátt (eingöngu SiC)
Sundurliðunarspenna	Mjög hátt	Miðlungs	Mjög hátt
Kostnaður	Hærra	Neðri	Hæsta (hreint SiC)

Notkun SiCOI skífu

Rafmagns rafeindatækni
SiCOI-skífur eru mikið notaðar í háspennu- og háafls hálfleiðara eins og MOSFET-einingum, Schottky-díóðum og aflrofum. Breitt bandbil og há bilunarspenna SiC gerir kleift að umbreyta orku á skilvirkan hátt með minni tapi og bættri hitauppstreymi.

Útvarpsbylgjutæki (RF)
Einangrunarlagið í SiCOI-skífum dregur úr sníkjudýraafkastagetu, sem gerir þær hentugar fyrir hátíðni smára og magnara sem notaðir eru í fjarskiptum, ratsjá og 5G tækni.

Örrafvélræn kerfi (MEMS)
SiCOI-skífur bjóða upp á traustan grunn til að framleiða MEMS skynjara og stýribúnað sem virka áreiðanlega í erfiðu umhverfi vegna efnafræðilegrar óvirkni og vélræns styrks SiC.

Háhita rafeindatækni
SiCOI gerir rafeindatækni kleift að viðhalda afköstum og áreiðanleika við hækkað hitastig, sem gagnast bílaiðnaði, flug- og iðnaði þar sem hefðbundin kísiltæki bila.

Ljósfræðileg og ljósfræðileg tæki
Samsetning ljósfræðilegra eiginleika SiC og einangrandi lagsins auðveldar samþættingu ljósrása með bættri hitastjórnun.

Geislunarhert rafeindatækni
Vegna meðfæddrar geislunarþols SiC eru SiCOI-skífur tilvaldar fyrir geim- og kjarnorkuforrit sem krefjast tækja sem þola mikla geislun.

Spurningar og svör um SiCOI skífur

Spurning 1: Hvað er SiCOI-skífa?

A: SiCOI stendur fyrir Silicon Carbide-on-Insulator. Þetta er hálfleiðaraþynnubygging þar sem þunnt lag af kísilkarbíði (SiC) er tengt við einangrandi lag (venjulega kísildíoxíð, SiO₂), sem er stutt af kísilundirlagi. Þessi uppbygging sameinar framúrskarandi eiginleika SiC við rafeinangrun frá einangruninni.

Spurning 2: Hverjir eru helstu kostir SiCOI-skífa?

A: Helstu kostir eru meðal annars mikil bilunarspenna, breitt bandgap, framúrskarandi varmaleiðni, betri vélræn hörka og minni sníkjudýraafkastageta þökk sé einangrunarlaginu. Þetta leiðir til bættrar afköstar, skilvirkni og áreiðanleika tækisins.

Spurning 3: Hver eru dæmigerð notkun SiCOI-skífa?

A: Þau eru notuð í aflrafeindatækni, hátíðni RF-tækjum, MEMS-skynjurum, háhitarafeindatækni, ljósfræðilegum tækjum og geislunarhertum rafeindatækjum.