Wejfer SiCOI ta' 4 pulzieri u 6 pulzieri HPSI SiC SiO2 Si struttura tas-subatrat

Wejfer SiCOI ta' 4 pulzieri u 6 pulzieri HPSI SiC SiO2 Si subatrat struttura Immaġni Dehru

Deskrizzjoni Qasira:

Dan id-dokument jippreżenta ħarsa ġenerali dettaljata tal-wejfers tas-Silicon Carbide-on-Insulator (SiCOI), b'fokus speċifiku fuq sottostrati ta' 4 pulzieri u 6 pulzieri li fihom saffi ta' purità għolja semi-iżolanti (HPSI) tas-silikon carbide (SiC) imwaħħlin ma' saffi iżolanti tad-dijossidu tas-silikon (SiO₂) fuq sottostrati tas-silikon (Si). L-istruttura SiCOI tgħaqqad il-proprjetajiet elettriċi, termali u mekkaniċi eċċezzjonali tas-SiC mal-benefiċċji tal-iżolament elettriku tas-saff tal-ossidu u l-appoġġ mekkaniku tas-sottostrat tas-silikon. L-użu tal-HPSI SiC itejjeb il-prestazzjoni tal-apparat billi jimminimizza l-konduzzjoni tas-sottostrat u jnaqqas it-telf parassitiku, u jagħmel dawn il-wejfers ideali għal applikazzjonijiet ta' semikondutturi ta' qawwa għolja, frekwenza għolja u temperatura għolja. Il-proċess ta' fabbrikazzjoni, il-karatteristiċi tal-materjal u l-vantaġġi strutturali ta' din il-konfigurazzjoni b'ħafna saffi huma diskussi, filwaqt li jenfasizzaw ir-rilevanza tagħha għall-elettronika tal-enerġija tal-ġenerazzjoni li jmiss u s-sistemi mikroelettromekkaniċi (MEMS). L-istudju jqabbel ukoll il-proprjetajiet u l-applikazzjonijiet potenzjali tal-wejfers SiCOI ta' 4 pulzieri u 6 pulzieri, u jenfasizza l-iskalabbiltà u l-prospetti ta' integrazzjoni għal apparati semikondutturi avvanzati.

Ibgħatilna email

Karatteristiċi

L-istruttura tal-wejfer tas-SiCOI

HPB (High-Performance Bonding) BIC (Bonded Integrated Circuit) u SOD (teknoloġija simili għal Silicon-on-Diamond jew Silicon-on-Insulator). Din tinkludi:

Metriċi tal-Prestazzjoni:

Jelenka parametri bħall-eżattezza, it-tipi ta' żbalji (eż., "Ebda żball," "Distanza tal-valur"), u l-kejl tal-ħxuna (eż., "Ħxuna ta' Saff Dirett/kg").

Tabella b'valuri numeriċi (possibilment parametri sperimentali jew tal-proċess) taħt intestaturi bħal "ADDR/SYGBDT," "10/0," eċċ.

Dejta dwar il-Ħxuna tas-Saff:

Entrati ripetittivi estensivi ttikkettati "L1 Ħxuna (A)" sa "L270 Ħxuna (A)" (probabbilment f'Ångströms, 1 Å = 0.1 nm).

Jissuġġerixxi struttura b'ħafna saffi b'kontroll preċiż tal-ħxuna għal kull saff, tipika f'wejfers tas-semikondutturi avvanzati.

Struttura tal-Wafer tas-SiCOI

SiCOI (Silicon Carbide on Insulator) hija struttura speċjalizzata ta' wejfer li tgħaqqad is-silikon carbide (SiC) ma' saff iżolanti, simili għal SOI (Silicon-on-Insulator) iżda ottimizzata għal applikazzjonijiet ta' qawwa għolja/temperatura għolja. Karatteristiċi ewlenin:

Kompożizzjoni tas-Saffi:

Saff ta' Fuq: Karbur tas-Silikon (SiC) b'kristall wieħed għal mobilità għolja tal-elettroni u stabbiltà termali.

Iżolatur Midfun: Tipikament SiO₂ (ossidu) jew djamant (f'SOD) biex titnaqqas il-kapaċitanza parassitika u tittejjeb l-iżolazzjoni.

Sottostrat Bażiku: Silikon jew SiC polikristallin għal appoġġ mekkaniku

Proprjetajiet tal-wejfer tas-SiCOI

Proprjetajiet Elettriċi Bandgap Wiesgħa (3.2 eV għal 4H-SiC): Jippermetti vultaġġ għoli ta' tkissir (>10× ogħla mis-silikon). Inaqqas il-kurrenti tat-tnixxija, u b'hekk itejjeb l-effiċjenza fl-apparati tal-enerġija.

Mobilità Għolja tal-Elettroni:~900 cm²/V·s (4H-SiC) vs. ~1,400 cm²/V·s (Si), iżda prestazzjoni aħjar f'kamp għoli.

Reżistenza Baxxa mixgħula:It-transistors ibbażati fuq is-SiCOI (eż., MOSFETs) juru telf ta' konduzzjoni aktar baxx.

Insulazzjoni Eċċellenti:L-ossidu (SiO₂) jew is-saff tad-djamanti midfun jimminimizza l-kapaċitanza parassitika u l-crosstalk.

Proprjetajiet TermaliKonduttività Termali Għolja: SiC (~490 W/m·K għal 4H-SiC) vs. Si (~150 W/m·K). Id-djamant (jekk jintuża bħala iżolatur) jista' jaqbeż l-2,000 W/m·K, u b'hekk itejjeb id-dissipazzjoni tas-sħana.

Stabbiltà Termali:Jopera b'mod affidabbli f'>300°C (vs. ~150°C għas-silikon). Inaqqas ir-rekwiżiti tat-tkessiħ fl-elettronika tal-enerġija.

3. Proprjetajiet Mekkaniċi u KimiċiEbusija Estrema (~9.5 Mohs): Tirreżisti l-użu, u b'hekk is-SiCOI tkun durabbli għal ambjenti ħorox.

Inerzja Kimika:Jirreżisti l-ossidazzjoni u l-korrużjoni, anke f'kundizzjonijiet aċidużi/alkalini.

Espansjoni Termali Baxxa:Jaqbel sew ma' materjali oħra ta' temperatura għolja (eż., GaN).

4. Vantaġġi Strutturali (vs. SiC bl-ingrossa jew SOI)

Telf Imnaqqas tas-Sottostrat:Saff iżolanti jipprevjeni t-tnixxija tal-kurrent fis-sottostrat.

Prestazzjoni RF Imtejba:Kapaċitanza parassitika aktar baxxa tippermetti swiċċjar aktar mgħaġġel (utli għal apparati 5G/mmWave).

Disinn Flessibbli:Saff irqiq ta' fuq tas-SiC jippermetti skalar ottimizzat tal-apparat (eż., kanali ultra-rqaq fit-transistors).

Paragun ma' SOI & Bulk SiC

Proprjetà	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	SiC bl-ingrossa
Distanza bejn il-banda	3.2 eV (SiC)	1.1 eV (Si)	3.2 eV (SiC)
Konduttività Termali	Għoli (SiC + djamant)	Baxx (SiO₂ jillimita l-fluss tas-sħana)	Għoli (SiC biss)
Vultaġġ ta' Tkissir	Għoli Ħafna	Moderat	Għoli Ħafna
Spiża	Ogħla	T'isfel	L-ogħla (SiC pur)

Applikazzjonijiet tal-wejfer tas-SiCOI

Elettronika tal-Enerġija
Il-wejfers tas-SiCOI jintużaw ħafna f'apparati semikondutturi ta' vultaġġ għoli u qawwa għolja bħal MOSFETs, dijodi Schottky, u swiċċijiet tal-enerġija. Il-bandgap wiesa' u l-vultaġġ għoli ta' tqassim tas-SiC jippermettu konverżjoni effiċjenti tal-enerġija b'telf imnaqqas u prestazzjoni termali mtejba.

Apparati ta' Frekwenza tar-Radju (RF)
Is-saff iżolanti fil-wejfers SiCOI jnaqqas il-kapaċitanza parassitika, u jagħmilhom adattati għal transistors u amplifikaturi ta' frekwenza għolja użati fit-telekomunikazzjonijiet, ir-radar, u t-teknoloġiji 5G.

Sistemi Mikroelettromekkaniċi (MEMS)
Il-wejfers tas-SiCOI jipprovdu pjattaforma robusta għall-fabbrikazzjoni ta' sensuri u attwaturi MEMS li joperaw b'mod affidabbli f'ambjenti ħorox minħabba l-inerzja kimika u s-saħħa mekkanika tas-SiC.

Elettronika b'Temperatura Għolja
Is-SiCOI jippermetti elettronika li żżomm il-prestazzjoni u l-affidabbiltà f'temperaturi elevati, u b'hekk tibbenefika applikazzjonijiet awtomotivi, aerospazjali u industrijali fejn apparati konvenzjonali tas-silikon ifallu.

Apparati Fotoniċi u Optoelettroniċi
Il-kombinazzjoni tal-proprjetajiet ottiċi tas-SiC u s-saff iżolanti tiffaċilita l-integrazzjoni taċ-ċirkwiti fotoniċi b'ġestjoni termali mtejba.

Elettronika Mwebbsa mir-Radjazzjoni
Minħabba t-tolleranza inerenti għar-radjazzjoni tas-SiC, il-wejfers tas-SiCOI huma ideali għal applikazzjonijiet spazjali u nukleari li jeħtieġu apparati li jifilħu ambjenti b'radjazzjoni għolja.

Q&A tal-wejfer tas-SiCOI

M1: X'inhu wejfer tas-SiCOI?

A: SiCOI tfisser Silicon Carbide-on-Insulator. Hija struttura ta' wejfer semikonduttur fejn saff irqiq ta' silikon carbide (SiC) huwa mwaħħal ma' saff iżolanti (ġeneralment dijossidu tas-silikon, SiO₂), li huwa appoġġjat minn sottostrat tas-silikon. Din l-istruttura tgħaqqad il-proprjetajiet eċċellenti tas-SiC ma' iżolament elettriku mill-iżolatur.

M2: X'inhuma l-vantaġġi ewlenin tal-wejfers tas-SiCOI?

A: Il-vantaġġi ewlenin jinkludu vultaġġ għoli ta' tqassim, bandgap wiesa', konduttività termali eċċellenti, ebusija mekkanika superjuri, u kapaċitanza parassitika mnaqqsa grazzi għas-saff iżolanti. Dan iwassal għal prestazzjoni, effiċjenza u affidabbiltà mtejba tal-apparat.

M3: X'inhuma l-applikazzjonijiet tipiċi tal-wejfers tas-SiCOI?

A: Jintużaw fl-elettronika tal-enerġija, apparati RF ta' frekwenza għolja, sensuri MEMS, elettronika ta' temperatura għolja, apparati fotoniċi, u elettronika mwebbsa għar-radjazzjoni.