SICOI (silicio karbido ant izoliatoriaus) plokštelės SiC plėvelė ant silicio

Trumpas aprašymas:

Silicio karbido ant izoliatoriaus (SICOI) plokštelės yra naujos kartos puslaidininkiniai pagrindai, kuriuose sujungiamos geresnės silicio karbido (SiC) fizinės ir elektroninės savybės su išskirtinėmis izoliacinio buferinio sluoksnio, pvz., silicio dioksido (SiO₂) arba silicio nitrido (Si₃N₄), elektros izoliacijos savybėmis. Tipinę SICOI plokštelę sudaro plonas epitaksinis SiC sluoksnis, tarpinė izoliacinė plėvelė ir atraminis pagrindo substratas, kuris gali būti silicis arba SiC.

Siųskite mums el. laišką

Savybės

Detali schema

Silicio karbido ant izoliatoriaus (SICOI) plokštelių įvedimas

Ši hibridinė struktūra sukurta taip, kad atitiktų griežtus didelės galios, aukšto dažnio ir aukštos temperatūros elektroninių prietaisų reikalavimus. Įtraukus izoliacinį sluoksnį, SICOI plokštelės sumažina parazitinę talpą ir slopina nuotėkio sroves, taip užtikrindamos aukštesnius veikimo dažnius, geresnį efektyvumą ir geresnį šilumos valdymą. Šie privalumai daro jas labai vertingas tokiuose sektoriuose kaip elektrinės transporto priemonės, 5G telekomunikacijų infrastruktūra, aviacijos ir kosmoso sistemos, pažangi radijo dažnių elektronika ir MEMS jutiklių technologijos.

SICOI plokštelių gamybos principas

SICOI (silicio karbido ant izoliatoriaus) plokštelės gaminamos naudojant pažangųVaflių klijavimo ir retinimo procesas:

SiC substrato augimas– Donorinei medžiagai paruošiamas aukštos kokybės monokristalinis SiC vaflis (4H/6H).
Izoliacinio sluoksnio nusodinimas– Ant nešiklio plokštelės (Si arba SiC) suformuojama izoliacinė plėvelė (SiO₂ arba Si₃N₄).
Vaflinis klijavimas– SiC plokštelė ir nešiklio plokštelė sujungiamos aukštoje temperatūroje arba plazmos pagalba.
Skiedimas ir poliravimas– SiC donorinė plokštelė suploninama iki kelių mikrometrų ir poliruojama, kad būtų pasiektas atomiškai lygus paviršius.
Galutinė apžiūra– Užbaigta SICOI plokštelė yra išbandoma dėl storio vienodumo, paviršiaus šiurkštumo ir izoliacijos savybių.

Šio proceso metuplonas aktyvus SiC sluoksnispasižyminti puikiomis elektrinėmis ir šiluminėmis savybėmis, derinama su izoliacine plėvele ir atraminiu pagrindu, sukuriant aukštos kokybės platformą naujos kartos galios ir radijo dažnių įrenginiams.

Pagrindiniai SICOI plokštelių privalumai

Funkcijos kategorija	Techninės charakteristikos	Pagrindiniai privalumai
Medžiagos struktūra	4H/6H-SiC aktyvusis sluoksnis + izoliacinė plėvelė (SiO₂/Si₃N₄) + Si arba SiC nešiklis	Pasiekia stiprią elektros izoliaciją, sumažina parazitinius trukdžius
Elektrinės savybės	Didelis pramušimo stipris (>3 MV/cm), maži dielektriniai nuostoliai	Optimizuotas aukštos įtampos ir aukšto dažnio veikimui
Šiluminės savybės	Šilumos laidumas iki 4,9 W/cm·K, stabilus virš 500 °C	Efektyvus šilumos išsklaidymas, puikus veikimas esant didelėms šiluminėms apkrovoms
Mechaninės savybės	Ypatingas kietumas (Mohs 9,5), mažas šiluminio plėtimosi koeficientas	Atsparus stresui, padidina įrenginio ilgaamžiškumą
Paviršiaus kokybė	Itin lygus paviršius (Ra <0,2 nm)	Skatina defektų neturinčią epitaksiją ir patikimą prietaisų gamybą
Izoliacija	Varža >10¹⁴ Ω·cm, maža nuotėkio srovė	Patikimas veikimas RF ir aukštos įtampos izoliacijos srityse
Dydis ir pritaikymas	Galima įsigyti 4, 6 ir 8 colių formatais; SiC storis 1–100 μm; izoliacija 0,1–10 μm	Lankstus dizainas, pritaikytas skirtingiems taikymo reikalavimams

Pagrindinės taikymo sritys

Taikymo sektorius	Tipiniai naudojimo atvejai	Našumo pranašumai
Galios elektronika	Elektromobilių keitikliai, įkrovimo stotelės, pramoniniai elektros įrenginiai	Didelė pramušimo įtampa, sumažinti perjungimo nuostoliai
RF ir 5G	Bazinės stoties galios stiprintuvai, milimetrinių bangų komponentai	Mažas parazitinis poveikis, palaiko GHz diapazono operacijas
MEMS jutikliai	Atšiaurios aplinkos slėgio jutikliai, navigacijos klasės MEMS	Didelis terminis stabilumas, atsparumas spinduliuotei
Aviacija ir gynyba	Palydovinis ryšys, avionikos maitinimo moduliai	Patikimumas esant ekstremalioms temperatūroms ir radiacijos poveikiui
Išmanusis tinklas	HVDC keitikliai, kietakūniai jungikliai	Aukšta izoliacija sumažina energijos nuostolius
Optoelektronika	UV šviesos diodai, lazeriniai substratai	Aukšta kristalinė kokybė užtikrina efektyvų šviesos spinduliavimą

4H-SiCOI gamyba

4H-SiCOI plokštelių gamyba pasiekiama perplokštelių klijavimo ir retinimo procesai, leidžiantis sukurti aukštos kokybės izoliacines sąsajas ir be defektų veikiančius SiC sluoksnius.

a4H-SiCOI medžiagos platformos gamybos schema.
b: 4 colių 4H-SiCOI plokštelės, pagamintos naudojant suklijavimą ir retinimą, vaizdas; pažymėtos defektų zonos.
c4H-SiCOI substrato storio vienodumo apibūdinimas.
d4H-SiCOI kristalo optinis vaizdas.
eSiC mikrodisko rezonatoriaus gamybos proceso eiga.
fUžbaigto mikrodisko rezonatoriaus SEM.
gPadidintas SEM vaizdas, kuriame matyti rezonatoriaus šoninė sienelė; AFM įdėkle pavaizduotas nanoskalės paviršiaus lygumas.
hSkerspjūvio SEM, iliustruojantis parabolės formos viršutinį paviršių.

DUK apie SICOI plokšteles

1 klausimas: Kokius pranašumus SICOI plokštelės turi, palyginti su tradicinėmis SiC plokštelėmis?
A1: Skirtingai nuo standartinių SiC substratų, SICOI plokštelės turi izoliacinį sluoksnį, kuris sumažina parazitinę talpą ir nuotėkio sroves, todėl padidėja efektyvumas, pagerėja dažnio atsakas ir geresnės šiluminės savybės.

2 klausimas: Kokie plokštelių dydžiai paprastai yra prieinami?
A2: SICOI plokštelės dažniausiai gaminamos 4 colių, 6 colių ir 8 colių formatais, o SiC ir izoliacinio sluoksnio storis gali būti pritaikytas pagal įrenginio reikalavimus.

3 klausimas: Kurioms pramonės šakoms SICOI plokštelės naudingiausios?
A3: Pagrindinės pramonės šakos apima elektrinių transporto priemonių galios elektroniką, RF elektroniką 5G tinklams, MEMS aviacijos ir kosmoso jutikliams ir optoelektroniką, pavyzdžiui, UV šviesos diodus.

4 klausimas: Kaip izoliacinis sluoksnis pagerina įrenginio veikimą?
A4: Izoliacinė plėvelė (SiO₂ arba Si₃N₄) apsaugo nuo srovės nuotėkio ir sumažina elektros trukdžius, todėl padidėja įtampos ištvermė, efektyviau perjungiama ir sumažėja šilumos nuostoliai.

5 klausimas: Ar SICOI plokštelės tinka naudoti aukštoje temperatūroje?
A5: Taip, SICOI plokštelės, pasižyminčios dideliu šilumos laidumu ir atsparumu virš 500 °C, yra sukurtos taip, kad patikimai veiktų esant dideliam karščiui ir atšiaurioms aplinkoms.

6 klausimas: Ar SICOI plokšteles galima pritaikyti pagal užsakymą?
A6: Be abejo. Gamintojai siūlo individualiai pritaikytus dizainus, skirtus konkretiems storiams, legiravimo lygiams ir substratų deriniams, kad patenkintų įvairius mokslinių tyrimų ir pramonės poreikius.

Ankstesnis: Deimantinės vielos pjovimo staklės SiC | Safyro | Kvarco | Stiklo pjovimui

Toliau: Daugiavielės deimantinės pjovimo staklės itin kietoms SiC safyro trapioms medžiagoms