SiCOI Wafer 4 Zoll 6 Zoll HPSI SiC SiO2 Si Substratstruktur

Kuerz Beschreiwung:

Dësen Artikel presentéiert eng detailléiert Iwwersiicht iwwer Siliziumkarbid-op-Isolator (SiCOI) Waferen, speziell mat engem Fokus op 4-Zoll- a 6-Zoll-Substrater mat héichreineger Hallefisolatiounsschichten (HPSI) Siliziumkarbid (SiC), déi op Siliziumdioxid (SiO₂)-Isolatiounsschichten op Silizium (Si)-Substrater gebonne sinn. D'SiCOI-Struktur kombinéiert déi aussergewéinlech elektresch, thermesch a mechanesch Eegeschafte vu SiC mat den elektreschen Isolatiounsvirdeeler vun der Oxidschicht an der mechanescher Ënnerstëtzung vum Siliziumsubstrat. D'Benotzung vun HPSI SiC verbessert d'Leeschtung vun den Apparater andeems d'Substratleitung miniméiert gëtt a parasitär Verloschter reduzéiert ginn, wouduerch dës Waferen ideal fir Héichleistungs-, Héichfrequenz- an Héichtemperatur-Hallefleederapplikatiounen sinn. De Fabrikatiounsprozess, d'Materialcharakteristiken an d'strukturell Virdeeler vun dëser Méischichtenkonfiguratioun ginn diskutéiert, mat der Betonung vun hirer Relevanz fir d'Leeschtungselektronik vun der nächster Generatioun a mikroelektromechanesch Systemer (MEMS). D'Studie vergläicht och d'Eegeschafte a potenziell Uwendungen vu 4-Zoll- a 6-Zoll SiCOI-Waferen, andeems d'Skalierbarkeet an d'Integratiounsperspektive fir fortgeschratt Hallefleederapparater ervirgehuewe ginn.

Schéckt eis eng E-Mail

Fonctiounen

Struktur vun engem SiCOI-Wafer

HPB (High-Performance Bonding), BIC (Bonded Integrated Circuit) an SOD (Silicon-on-Diamond oder Silizium-on-Insulator-ähnlech Technologie). Et ëmfaasst:

Leeschtungsmetriken:

Lëscht Parameteren wéi Genauegkeet, Feelertypen (z.B. "Kee Feeler", "Wäertdistanz") a Miessunge vun der Déckt (z.B. "Direktschichtdéckt/kg").

Eng Tabelle mat numeresche Wäerter (méiglecherweis experimentell oder Prozessparameter) ënner Iwwerschrëften ewéi "ADDR/SYGBDT", "10/0" etc.

Donnéeën iwwer d'Schichtdicke:

Ausféierlech, widderhuelend Entréeën mat de Beschrëftungen "L1 Déckt (A)" bis "L270 Déckt (A)" (wahrscheinlech an Ångströms, 1 Å = 0,1 nm).

Schléit eng méischichteg Struktur mat präziser Décktkontroll fir all Schicht vir, typesch fir fortgeschratt Hallefleiterwaferen.

SiCOI Wafer Struktur

SiCOI (Siliziumkarbid op Isolator) ass eng spezialiséiert Waferstruktur, déi Siliziumkarbid (SiC) mat enger isoléierender Schicht kombinéiert, ähnlech wéi SOI (Silizium op Isolator), awer optiméiert fir Uwendungen mat héijer Leeschtung/héichen Temperaturen. Schlësselmerkmale:

Schichtkompositioun:

Uewerschicht: Eenkristall-Siliciumcarbid (SiC) fir héich Elektronemobilitéit a thermesch Stabilitéit.

Vergräiften Isolator: Typesch SiO₂ (Oxid) oder Diamant (an SOD) fir d'parasitär Kapazitéit ze reduzéieren an d'Isolatioun ze verbesseren.

Basissubstrat: Silizium oder polykristallint SiC fir mechanesch Ënnerstëtzung

Eegeschafte vun engem SiCOI-Wafer

Elektresch Eegeschaften Breet Bandlück (3,2 eV fir 4H-SiC): Erméiglecht eng héich Duerchbrochspannung (>10× méi héich wéi Silizium). Reduzéiert Leckstréim a verbessert d'Effizienz an Energieversuergungsapparater.

Héich Elektronemobilitéit:~900 cm²/V·s (4H-SiC) vs. ~1.400 cm²/V·s (Si), awer besser Leeschtung am Héichfeld.

Niddreg On-Resistenz:SiCOI-baséiert Transistoren (z.B. MOSFETs) weisen méi niddreg Leetungsverloschter op.

Excellent Isolatioun:Déi verstoppt Oxid (SiO₂) oder Diamantschicht miniméiert parasitär Kapazitéit a Kräizung.

Thermesch EegeschaftenHéich thermesch Konduktivitéit: SiC (~490 W/m·K fir 4H-SiC) vs. Si (~150 W/m·K). Diamant (wann als Isolator benotzt) kann iwwer 2.000 W/m·K leien, wat d'Hëtztofleedung verbessert.

Thermesch Stabilitéit:Funktionéiert zouverlässeg bei >300°C (am Verglach zu ~150°C fir Silizium). Reduzéiert de Killbedarf an der Leeschtungselektronik.

3. Mechanesch & Chemesch EegeschaftenExtrem Häert (~9,5 Mohs): Widderstandsfäeg géint Verschleiung, wouduerch SiCOI haltbar ass fir haart Ëmfeld.

Chemesch Inertitéit:Widderstandsfäeg géint Oxidatioun a Korrosioun, och ënner sauren/alkalesche Konditiounen.

Niddreg thermesch Expansioun:Passt gutt mat anere Materialien, déi resistent géint Héichtemperatur sinn (z.B. GaN).

4. Strukturell Virdeeler (am Verglach mat Bulk SiC oder SOI)

Reduzéiert Substratverloschter:D'Isolatiounsschicht verhënnert Stroumleckage an de Substrat.

Verbessert RF-Leeschtung:Eng méi niddreg parasitär Kapazitéit erméiglecht e méi schnelle Schalten (nëtzlech fir 5G/mmWave-Geräter).

Flexibelt Design:Eng dënn SiC-Uewerfläch erlaabt eng optiméiert Skalierung vun Apparater (z.B. ultradënn Kanäl an Transistoren).

Vergläich mat SOI & Bulk SiC

Immobilie	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	SiC am Groussen a Ganzen
Bandlück	3,2 eV (SiC)	1,1 eV (Si)	3,2 eV (SiC)
Wärmeleitfäegkeet	Héich (SiC + Diamant)	Niddreg (SiO₂ limitéiert den Hëtztfloss)	Héich (nëmme SiC)
Duerchbrochspannung	Ganz héich	Mëttelméisseg	Ganz héich
Käschten	Méi héich	ënneschten	Héchst (reinen SiC)

Uwendungen vu SiCOI-Waferen

Leeschtungselektronik
SiCOI-Wafere gi wäit verbreet an Héichspannungs- a Leeschtungshalbleiterkomponenten wéi MOSFETs, Schottky-Dioden a Stroumschalter benotzt. Déi grouss Bandlück an déi héich Duerchbrochspannung vum SiC erméiglechen eng effizient Energiekonversioun mat reduzéierte Verloschter a verbesserter thermescher Leeschtung.

Radiofrequenz (RF) Apparater
Déi isoléierend Schicht an de SiCOI-Waferen reduzéiert d'parasitär Kapazitéit, wouduerch se fir Héichfrequenztransistoren a Verstärker gëeegent sinn, déi an der Telekommunikatioun, am Radar an an 5G-Technologien agesat ginn.

Mikroelektromechanesch Systemer (MEMS)
SiCOI-Wafere bidden eng robust Plattform fir d'Fabrikatioun vu MEMS-Sensoren an Aktuatoren, déi wéinst der chemescher Inertitéit a mechanescher Stäerkt vu SiC zouverlässeg an haarden Ëmfeld funktionéieren.

Héichtemperaturelektronik
SiCOI erméiglecht Elektronik, déi Leeschtung a Zouverlässegkeet bei erhéichten Temperaturen erhalen, wat fir Automobil-, Loftfaart- an Industrieanwendungen zugutt kënnt, wou konventionell Silizium-Komponenten ausfalen.

Photonesch an optoelektronesch Apparater
D'Kombinatioun vun den opteschen Eegeschafte vu SiC an der isoléierender Schicht erliichtert d'Integratioun vu photonesche Schaltungen mat enger verbesserter Wärmemanagement.

Stralungsgehärtete Elektronik
Wéinst der inherenter Stralungstoleranz vu SiC sinn SiCOI-Wafere ideal fir Weltraum- an Nuklearanwendungen, déi Apparater erfuerderen, déi héije Stralungsëmfeld standhalen.

Froen an Äntwerten iwwer SiCOI Wafers

Q1: Wat ass e SiCOI-Wafer?

A: SiCOI steet fir Silicon Carbide-on-Insulator. Et ass eng Hallefleederwaferstruktur, bei där eng dënn Schicht Siliziumcarbid (SiC) op eng isoléierend Schicht (normalerweis Siliziumdioxid, SiO₂) gebonnen ass, déi vun engem Siliziumsubstrat ënnerstëtzt gëtt. Dës Struktur kombinéiert déi exzellent Eegeschafte vu SiC mat elektrescher Isolatioun vum Isolator.

Q2: Wat sinn déi Haaptvirdeeler vu SiCOI-Waferen?

A: Zu den Haaptvirdeeler gehéieren eng héich Duerchbrochspannung, eng grouss Bandlück, eng exzellent Wärmeleitfäegkeet, eng iwwerleeën mechanesch Häert an eng reduzéiert parasitär Kapazitéit dank der Isolatiounsschicht. Dëst féiert zu enger verbesserter Leeschtung, Effizienz a Zouverlässegkeet vum Apparat.

Q3: Wat sinn typesch Uwendungen vu SiCOI-Waferen?

A: Si gi a Leeschtungselektronik, Héichfrequenz-HF-Geräter, MEMS-Sensoren, Héichtemperaturelektronik, photonesch Geräter a strahlungsgehärteter Elektronik benotzt.