SICOI (silīcija karbīds uz izolatora) plāksnes SiC plēve uz silīcija

SICOI (silīcija karbīds uz izolatora) plātnes SiC plēve uz silīcija Piedāvātais attēls

Īss apraksts:

Silīcija karbīda uz izolatora (SICOI) plāksnes ir nākamās paaudzes pusvadītāju substrāti, kas apvieno silīcija karbīda (SiC) izcilās fizikālās un elektroniskās īpašības ar izolācijas bufera slāņa, piemēram, silīcija dioksīda (SiO₂) vai silīcija nitrīda (Si₃N₄), izcilajām elektriskās izolācijas īpašībām. Tipiska SICOI plāksne sastāv no plāna epitaksiāla SiC slāņa, starpposma izolācijas plēves un nesoša pamatnes substrāta, kas var būt vai nu silīcijs, vai SiC.

Sūtiet mums e-pastu

Funkcijas

Detalizēta diagramma

Silīcija karbīda uz izolatora (SICOI) plāksnīšu ieviešana

Šī hibrīdstruktūra ir izstrādāta, lai atbilstu stingrajām augstas jaudas, augstas frekvences un augstas temperatūras elektronisko ierīču prasībām. Iekļaujot izolācijas slāni, SICOI plāksnes samazina parazītisko kapacitāti un nomāc noplūdes strāvas, tādējādi nodrošinot augstākas darba frekvences, labāku efektivitāti un uzlabotu siltuma pārvaldību. Šīs priekšrocības padara tās ļoti vērtīgas tādās nozarēs kā elektriskie transportlīdzekļi, 5G telekomunikāciju infrastruktūra, kosmosa sistēmas, progresīva RF elektronika un MEMS sensoru tehnoloģijas.

SICOI vafeļu ražošanas princips

SICOI (silīcija karbīda uz izolatora) plāksnes tiek ražotas, izmantojot uzlabotu tehnoloģiju.vafeļu līmēšanas un retināšanas process:

SiC substrāta augšana– Kā donormateriāls tiek sagatavota augstas kvalitātes monokristāla SiC plāksne (4H/6H).
Izolācijas slāņa uzklāšana– Uz nesējplāksnes (Si vai SiC) tiek izveidota izolācijas plēve (SiO₂ vai Si₃N₄).
Vafeļu līmēšana– SiC plāksne un nesējplāksne tiek savienotas kopā augstā temperatūrā vai plazmas palīdzībā.
Atšķaidīšana un pulēšana– SiC donora plāksne tiek atšķaidīta līdz dažiem mikrometriem un pulēta, lai iegūtu atomāri gludu virsmu.
Galīgā pārbaude– Pabeigtā SICOI plāksne tiek pārbaudīta attiecībā uz biezuma vienmērīgumu, virsmas raupjumu un izolācijas veiktspēju.

Ar šī procesa palīdzībuplāns aktīvais SiC slānisar izcilām elektriskajām un termiskajām īpašībām tiek apvienota ar izolācijas plēvi un atbalsta substrātu, radot augstas veiktspējas platformu nākamās paaudzes jaudas un RF ierīcēm.

SICOI vafeļu galvenās priekšrocības

Funkcijas kategorija	Tehniskās īpašības	Galvenās priekšrocības
Materiāla struktūra	4H/6H-SiC aktīvais slānis + izolācijas plēve (SiO₂/Si₃N₄) + Si vai SiC nesējs	Nodrošina spēcīgu elektrisko izolāciju, samazina parazītiskos traucējumus
Elektriskās īpašības	Augsta sabrukšanas izturība (>3 MV/cm), zemi dielektriskie zudumi	Optimizēts augstsprieguma un augstfrekvences darbībai
Termiskās īpašības	Siltumvadītspēja līdz 4,9 W/cm·K, stabila virs 500°C	Efektīva siltuma izkliede, lieliska veiktspēja pie smagām termiskām slodzēm
Mehāniskās īpašības	Īpaši cieta (Mohs 9,5), zems termiskās izplešanās koeficients	Izturīgs pret stresu, pagarina ierīces kalpošanas laiku
Virsmas kvalitāte	Īpaši gluda virsma (Ra <0,2 nm)	Veicina epitaksiju bez defektiem un uzticamu ierīču izgatavošanu
Izolācija	Pretestība >10¹⁴ Ω·cm, zema noplūdes strāva	Uzticama darbība RF un augstsprieguma izolācijas lietojumos
Izmērs un pielāgošana	Pieejams 4, 6 un 8 collu formātos; SiC biezums 1–100 μm; izolācija 0,1–10 μm	Elastīgs dizains dažādām lietojumprogrammu prasībām

Galvenās pielietojuma jomas

Lietojumprogrammu sektors	Tipiski lietošanas gadījumi	Veiktspējas priekšrocības
Jaudas elektronika	Elektroautomobiļu invertori, uzlādes stacijas, rūpnieciskās barošanas ierīces	Augsts sabrukšanas spriegums, samazināti pārslēgšanas zudumi
RF un 5G	Bāzes stacijas jaudas pastiprinātāji, milimetru viļņu komponenti	Zems parazītisko faktoru līmenis, atbalsta darbības GHz diapazonā
MEMS sensori	Skarbas vides spiediena sensori, navigācijas līmeņa MEMS	Augsta termiskā stabilitāte, izturība pret starojumu
Aviācija un aizsardzība	Satelītu sakari, avionikas barošanas moduļi	Uzticamība ekstremālās temperatūrās un starojuma iedarbībā
Viedais tīkls	HVDC pārveidotāji, cietvielu slēdži	Augsta izolācija samazina jaudas zudumus
Optoelektronika	UV gaismas diodes, lāzera substrāti	Augsta kristāliskā kvalitāte nodrošina efektīvu gaismas emisiju

4H-SiCOI izgatavošana

4H-SiCOI plākšņu ražošana tiek panākta, izmantojotvafeļu līmēšanas un retināšanas procesi, nodrošinot augstas kvalitātes izolācijas saskarnes un bezdefektu SiC aktīvos slāņus.

a4H-SiCOI materiāla platformas izgatavošanas shēma.
bAttēls ar 4 collu 4H-SiCOI plāksni, izmantojot līmēšanu un retināšanu; defektu zonas ir atzīmētas.
c4H-SiCOI substrāta biezuma vienmērīguma raksturojums.
d4H-SiCOI matricas optiskais attēls.
eSiC mikrodiska rezonatora izgatavošanas procesa plūsma.
fPabeigta mikrodiska rezonatora SEM.
gPalielināts SEM attēls, kurā redzama rezonatora sānu siena; AFM ieliktnis attēlo nanoskalas virsmas gludumu.
hŠķērsgriezuma SEM, kas ilustrē paraboliskas formas augšējo virsmu.

Bieži uzdotie jautājumi par SICOI vafelēm

1. jautājums: Kādas ir SICOI plākšņu priekšrocības salīdzinājumā ar tradicionālajām SiC plāksnēm?
A1: Atšķirībā no standarta SiC substrātiem, SICOI plāksnēm ir izolācijas slānis, kas samazina parazītisko kapacitāti un noplūdes strāvas, tādējādi nodrošinot augstāku efektivitāti, labāku frekvences reakciju un izcilu termisko veiktspēju.

2. jautājums: Kādi vafeļu izmēri parasti ir pieejami?
A2: SICOI plāksnes parasti tiek ražotas 4 collu, 6 collu un 8 collu formātos, un atkarībā no ierīces prasībām ir pieejams pielāgots SiC un izolācijas slāņa biezums.

3. jautājums: Kuras nozares gūst vislielāko labumu no SICOI vafeļu izmantošanas?
A3: Galvenās nozares ietver elektrotransportlīdzekļu jaudas elektroniku, RF elektroniku 5G tīkliem, MEMS kosmosa sensoriem un optoelektroniku, piemēram, UV gaismas diodes.

4. jautājums: Kā izolācijas slānis uzlabo ierīces veiktspēju?
A4: Izolācijas plēve (SiO₂ vai Si₃N₄) novērš strāvas noplūdi un samazina elektrisko šķērsrunu, tādējādi nodrošinot augstāku sprieguma izturību, efektīvāku komutāciju un samazinātu siltuma zudumus.

5. jautājums: Vai SICOI vafeles ir piemērotas lietošanai augstā temperatūrā?
A5: Jā, ar augstu siltumvadītspēju un izturību virs 500 °C, SICOI plāksnes ir paredzētas uzticamai darbībai ekstremālā karstumā un skarbos apstākļos.

6. jautājums: Vai SICOI vafeles var pielāgot?
A6: Pilnīgi noteikti. Ražotāji piedāvā pielāgotus dizainus konkrētiem biezumiem, leģēšanas līmeņiem un substrātu kombinācijām, lai apmierinātu dažādas pētniecības un rūpniecības vajadzības.

Iepriekšējais: Dimanta stieples griešanas mašīna SiC | Safīra | Kvarca | Stikla griešanai

Tālāk: Daudzstiepļu dimanta zāģmašīna īpaši cietiem, trausliem SiC safīra materiāliem