SICOI (ស៊ីលីកុនកាប៊ីដលើអ៊ីសូឡង់) បន្ទះស៊ីលីកុន ខ្សែភាពយន្ត SiC លើស៊ីលីកុន
ដ្យាក្រាមលម្អិត
ការណែនាំអំពីបន្ទះស៊ីលីកុនកាបូអ៊ីដ្រាតលើអ៊ីសូឡង់ (SICOI)
បន្ទះស៊ីលីកុនកាបៃលើអ៊ីសូឡង់ (SICOI) គឺជាស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីមីកុងដុកទ័រជំនាន់ក្រោយ ដែលរួមបញ្ចូលលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងអេឡិចត្រូនិចដ៏ល្អឥតខ្ចោះនៃស៊ីលីកុនកាបៃ (SiC) ជាមួយនឹងលក្ខណៈអ៊ីសូឡង់អគ្គិសនីដ៏លេចធ្លោនៃស្រទាប់ទ្រនាប់អ៊ីសូឡង់ ដូចជាស៊ីលីកុនឌីអុកស៊ីត (SiO₂) ឬស៊ីលីកុននីទ្រីត (Si₃N₄)។ បន្ទះស៊ីលីកុនធម្មតាមានស្រទាប់ SiC ស្តើងមួយប្រភេទ ខ្សែភាពយន្តអ៊ីសូឡង់កម្រិតមធ្យម និងស្រទាប់ខាងក្រោមទ្រទ្រង់ ដែលអាចជាស៊ីលីកុន ឬ SiC។
រចនាសម្ព័ន្ធកូនកាត់នេះត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីបំពេញតម្រូវការដ៏តឹងរ៉ឹងនៃឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិចដែលមានថាមពលខ្ពស់ ប្រេកង់ខ្ពស់ និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ តាមរយៈការបញ្ចូលស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ បន្ទះសៀគ្វី SICOI កាត់បន្ថយសមត្ថភាពប៉ារ៉ាស៊ីត និងទប់ស្កាត់ចរន្តលេចធ្លាយ ដោយហេតុនេះធានាបាននូវប្រេកង់ប្រតិបត្តិការខ្ពស់ជាងមុន ប្រសិទ្ធភាពកាន់តែប្រសើរ និងការគ្រប់គ្រងកម្ដៅកាន់តែប្រសើរ។ អត្ថប្រយោជន៍ទាំងនេះធ្វើឱ្យវាមានតម្លៃខ្ពស់នៅក្នុងវិស័យដូចជាយានយន្តអគ្គិសនី ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធទូរគមនាគមន៍ 5G ប្រព័ន្ធអាកាសចរណ៍ គ្រឿងអេឡិចត្រូនិច RF ទំនើប និងបច្ចេកវិទ្យាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MEMS។
គោលការណ៍ផលិតនំ SICOI
បន្ទះ SICOI (Silicon Carbide លើអ៊ីសូឡង់) ត្រូវបានផលិតឡើងតាមរយៈបច្ចេកវិទ្យាទំនើបមួយដំណើរការភ្ជាប់ wafer និងស្តើង:
-
ការលូតលាស់ស្រទាប់ SiC– បន្ទះស៊ីលីកុនគ្រីស្តាល់តែមួយដែលមានគុណភាពខ្ពស់ (4H/6H) ត្រូវបានរៀបចំជាសម្ភារៈផ្តល់ជំនួយ។
-
ការដាក់ស្រទាប់អ៊ីសូឡង់– ខ្សែភាពយន្តអ៊ីសូឡង់ (SiO₂ ឬ Si₃N₄) ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើបន្ទះបន្ទះផ្ទុក (Si ឬ SiC)។
-
ការភ្ជាប់បន្ទះឈើ– បន្ទះស៊ីលីកុន និងបន្ទះផ្ទុកត្រូវបានភ្ជាប់គ្នាក្រោមជំនួយពីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឬប្លាស្មា។
-
ការធ្វើឱ្យស្តើង និង ការប៉ូលា– បន្ទះស៊ីលីកុនដែលផ្តល់ឲ្យមានកម្រាស់ស្តើងដល់ពីរបីមីក្រូម៉ែត្រ ហើយប៉ូលាដើម្បីសម្រេចបានផ្ទៃរលោងដូចអាតូម។
-
ការត្រួតពិនិត្យចុងក្រោយ– បន្ទះបន្ទះ SICOI ដែលបានបញ្ចប់ត្រូវបានធ្វើតេស្តសម្រាប់ឯកសណ្ឋានកម្រាស់ ភាពរដុបនៃផ្ទៃ និងដំណើរការអ៊ីសូឡង់។
តាមរយៈដំណើរការនេះ មួយស្រទាប់ SiC សកម្មស្តើងដែលមានលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី និងកម្ដៅដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ត្រូវបានផ្សំជាមួយនឹងខ្សែភាពយន្តអ៊ីសូឡង់ និងស្រទាប់ខាងក្រោមទ្រទ្រង់ ដែលបង្កើតជាវេទិកាដំណើរការខ្ពស់សម្រាប់ឧបករណ៍ថាមពល និង RF ជំនាន់ក្រោយ។
គុណសម្បត្តិសំខាន់ៗនៃនំ SICOI
| ប្រភេទលក្ខណៈពិសេស | លក្ខណៈបច្ចេកទេស | អត្ថប្រយោជន៍ស្នូល |
|---|---|---|
| រចនាសម្ព័ន្ធសម្ភារៈ | ស្រទាប់សកម្ម 4H/6H-SiC + ខ្សែភាពយន្តអ៊ីសូឡង់ (SiO₂/Si₃N₄) + សារធាតុទ្រទ្រង់ Si ឬ SiC | សម្រេចបាននូវភាពឯកោអគ្គិសនីខ្លាំង កាត់បន្ថយការជ្រៀតជ្រែកពីប៉ារ៉ាស៊ីត |
| លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី | កម្លាំងបំបែកខ្ពស់ (>3 MV/cm2) ការបាត់បង់ឌីអេឡិចត្រិចទាប | ធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងសម្រាប់ប្រតិបត្តិការវ៉ុលខ្ពស់ និងប្រេកង់ខ្ពស់ |
| លក្ខណៈសម្បត្តិកម្ដៅ | ចរន្តកំដៅរហូតដល់ 4.9 W/cm·K មានស្ថេរភាពលើសពី 500°C | ការរលាយកំដៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ដំណើរការល្អឥតខ្ចោះក្រោមបន្ទុកកម្ដៅដ៏អាក្រក់ |
| លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច | ភាពរឹងខ្លាំង (Mohs 9.5) មេគុណទាបនៃការពង្រីកកម្ដៅ | រឹងមាំប្រឆាំងនឹងភាពតានតឹង បង្កើនអាយុកាលឧបករណ៍ |
| គុណភាពផ្ទៃ | ផ្ទៃរលោងខ្លាំង (Ra <0.2 nm) | លើកកម្ពស់ epitaxy ដែលគ្មានកំហុស និងការផលិតឧបករណ៍ដែលអាចទុកចិត្តបាន |
| អ៊ីសូឡង់ | ភាពធន់ >10¹⁴ Ω·cm, ចរន្តលេចធ្លាយទាប | ប្រតិបត្តិការដែលអាចទុកចិត្តបាននៅក្នុងកម្មវិធីអ៊ីសូឡង់ RF និងវ៉ុលខ្ពស់ |
| ទំហំ និងការប្ដូរតាមបំណង | មានក្នុងទម្រង់ ៤, ៦ និង ៨ អ៊ីញ; កម្រាស់ SiC ១–១០០ μm; ស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ ០.១–១០ μm | ការរចនាដែលអាចបត់បែនបានសម្រាប់តម្រូវការកម្មវិធីផ្សេងៗគ្នា |
តំបន់អនុវត្តស្នូល
| វិស័យកម្មវិធី | ករណីប្រើប្រាស់ធម្មតា | គុណសម្បត្តិនៃការអនុវត្ត |
|---|---|---|
| អេឡិចត្រូនិចថាមពល | ឧបករណ៍បម្លែង EV ស្ថានីយសាកថ្ម ឧបករណ៍ថាមពលឧស្សាហកម្ម | វ៉ុលបំបែកខ្ពស់ ការបាត់បង់ប្តូរត្រូវបានកាត់បន្ថយ |
| RF និង 5G | ឧបករណ៍ពង្រីកថាមពលស្ថានីយ៍មូលដ្ឋាន សមាសធាតុរលកមីលីម៉ែត្រ | ប៉ារ៉ាស៊ីតទាប គាំទ្រប្រតិបត្តិការជួរ GHz |
| ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MEMS | ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសម្ពាធបរិស្ថានដ៏អាក្រក់ MEMS ថ្នាក់រុករក | ស្ថេរភាពកម្ដៅខ្ពស់ ធន់នឹងវិទ្យុសកម្ម |
| អវកាស និង ការពារជាតិ | ការទំនាក់ទំនងតាមផ្កាយរណប ម៉ូឌុលថាមពលអេវីយ៉ូនិក | ភាពជឿជាក់ក្នុងសីតុណ្ហភាពខ្លាំង និងការប៉ះពាល់នឹងវិទ្យុសកម្ម |
| ក្រឡាចត្រង្គឆ្លាតវៃ | ឧបករណ៍បម្លែង HVDC ឧបករណ៍បំបែកសៀគ្វីរដ្ឋរឹង | អ៊ីសូឡង់ខ្ពស់កាត់បន្ថយការបាត់បង់ថាមពល |
| អុបតូអេឡិចត្រូនិច | អំពូល LED UV និងស្រទាប់ខាងក្រោមឡាស៊ែរ | គុណភាពគ្រីស្តាល់ខ្ពស់គាំទ្រដល់ការបញ្ចេញពន្លឺប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព |
ការផលិត 4H-SiCOI
ការផលិតបន្ទះសៀគ្វី 4H-SiCOI ត្រូវបានសម្រេចតាមរយៈដំណើរការភ្ជាប់ wafer និងស្តើងដែលអាចឱ្យមានចំណុចប្រទាក់អ៊ីសូឡង់ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ និងស្រទាប់សកម្ម SiC ដែលគ្មានកំហុស។
-
aគ្រោងការណ៍នៃការផលិតវេទិកាសម្ភារៈ 4H-SiCOI។
-
bរូបភាពនៃបន្ទះ wafer 4H-SiCOI ទំហំ 4 អ៊ីញ ដោយប្រើការភ្ជាប់ និងការស្តើង; តំបន់ពិការភាពត្រូវបានសម្គាល់។
-
cការកំណត់លក្ខណៈឯកសណ្ឋានកម្រាស់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម 4H-SiCOI។
-
dរូបភាពអុបទិកនៃផ្សិត 4H-SiCOI ។
-
eលំហូរដំណើរការសម្រាប់ផលិតឧបករណ៍បំពងសំឡេងមីក្រូឌីស SiC។
-
f: SEM នៃឧបករណ៍បញ្ចេញសំឡេងមីក្រូឌីសដែលបានបញ្ចប់។
-
g: SEM ពង្រីកបង្ហាញជញ្ជាំងចំហៀងនៃឧបករណ៍បញ្ចេញសំឡេង; ការបញ្ចូល AFM បង្ហាញពីភាពរលោងនៃផ្ទៃណាណូ។
-
h៖ SEM កាត់ផ្នែកដែលបង្ហាញផ្ទៃខាងលើរាងប៉ារ៉ាបូល។
សំណួរដែលសួរញឹកញាប់អំពីនំ SICOI Wafer
សំណួរទី 1: តើបន្ទះសៀគ្វី SICOI មានគុណសម្បត្តិអ្វីខ្លះជាងបន្ទះសៀគ្វី SiC ប្រពៃណី?
ក១៖ មិនដូចស្រទាប់ SiC ស្តង់ដារទេ បន្ទះ SICOI រួមមានស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ដែលកាត់បន្ថយសមត្ថភាពប៉ារ៉ាស៊ីត និងចរន្តលេចធ្លាយ ដែលនាំឱ្យមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ការឆ្លើយតបប្រេកង់កាន់តែប្រសើរ និងដំណើរការកម្ដៅខ្ពស់។
សំណួរទី 2: តើទំហំ wafer អ្វីខ្លះដែលជាធម្មតាមាន?
ចម្លើយទី 2: បន្ទះសៀគ្វី SICOI ត្រូវបានផលិតជាទូទៅក្នុងទំហំ 4 អ៊ីញ 6 អ៊ីញ និង 8 អ៊ីញ ជាមួយនឹងកម្រាស់ស្រទាប់ SiC និងអ៊ីសូឡង់ដែលអាចប្ដូរតាមបំណងបានអាស្រ័យលើតម្រូវការឧបករណ៍។
សំណួរទី 3: តើឧស្សាហកម្មណាខ្លះដែលទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ច្រើនបំផុតពីបន្ទះសៀគ្វី SICOI?
ក៣៖ ឧស្សាហកម្មសំខាន់ៗរួមមាន គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចថាមពលសម្រាប់យានយន្តអគ្គិសនី គ្រឿងអេឡិចត្រូនិច RF សម្រាប់បណ្តាញ 5G MEMS សម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាអវកាស និងអុបតូអេឡិចត្រូនិចដូចជា UV LEDs។
សំណួរទី 4: តើស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការឧបករណ៍យ៉ាងដូចម្តេច?
A4: ខ្សែភាពយន្តអ៊ីសូឡង់ (SiO₂ ឬ Si₃N₄) ការពារការលេចធ្លាយចរន្ត និងកាត់បន្ថយការឆ្លងចរន្តអគ្គិសនី ដែលអាចឱ្យមានការស៊ូទ្រាំវ៉ុលខ្ពស់ ការប្តូរចរន្តកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព និងការបាត់បង់កំដៅថយចុះ។
សំណួរទី 5: តើបន្ទះ SICOI សមស្របសម្រាប់ការប្រើប្រាស់នៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដែរឬទេ?
ក៥: បាទ/ចាស៎ ជាមួយនឹងចរន្តកំដៅខ្ពស់ និងភាពធន់លើសពី ៥០០°C បន្ទះ SICOI ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីដំណើរការប្រកបដោយភាពជឿជាក់ក្រោមកំដៅខ្លាំង និងក្នុងបរិស្ថានដ៏អាក្រក់។
សំណួរទី 6: តើបន្ទះសៀគ្វី SICOI អាចប្ដូរតាមបំណងបានទេ?
ចម្លើយទី៦៖ ពិតណាស់។ ក្រុមហ៊ុនផលិតផ្តល់ជូននូវការរចនាដែលត្រូវបានរចនាឡើងសម្រាប់កម្រាស់ជាក់លាក់ កម្រិតសារធាតុដូប និងការរួមបញ្ចូលគ្នានៃស្រទាប់ខាងក្រោម ដើម្បីបំពេញតម្រូវការស្រាវជ្រាវ និងឧស្សាហកម្មចម្រុះ។










