SICOI (ស៊ីលីកុនកាបូននៅលើអ៊ីសូឡង់) Wafers SiC Film ON Silicon
ដ្យាក្រាមលម្អិត
ការណែនាំអំពី Silicon Carbide នៅលើ wafers Insulator (SICOI)
Silicon Carbide on Insulator (SICOI) wafers គឺជាស្រទាប់ខាងក្រោម semiconductor ជំនាន់ក្រោយដែលរួមបញ្ចូលនូវលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត និងអេឡិចត្រូនិចដ៏ប្រសើរនៃ silicon carbide (SiC) ជាមួយនឹងលក្ខណៈឯកោអគ្គិសនីដ៏លេចធ្លោនៃស្រទាប់ការពារអ៊ីសូឡង់ ដូចជា silicon dioxide (SiO₂) ឬ silicon nitride (Si₂) ។ បន្ទះ SICOI ធម្មតាមានស្រទាប់ SiC epitaxial ស្តើង ខ្សែភាពយន្តអ៊ីសូឡង់កម្រិតមធ្យម និងស្រទាប់ខាងក្រោមដែលទ្រទ្រង់ ដែលអាចជាស៊ីលីកុន ឬ SiC ។
រចនាសម្ព័ន្ធកូនកាត់នេះត្រូវបានវិស្វកម្មដើម្បីបំពេញតម្រូវការដ៏តឹងរ៉ឹងនៃឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកដែលមានថាមពលខ្ពស់ ប្រេកង់ខ្ពស់ និងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់។ ដោយការបញ្ចូលស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ SICOI wafers កាត់បន្ថយសមត្ថភាពប៉ារ៉ាស៊ីត និងទប់ស្កាត់ចរន្តលេចធ្លាយ ដោយហេតុនេះធានាបាននូវប្រេកង់ប្រតិបត្តិការខ្ពស់ ប្រសិទ្ធភាពកាន់តែប្រសើរ និងការគ្រប់គ្រងកម្ដៅកាន់តែប្រសើរឡើង។ អត្ថប្រយោជន៍ទាំងនេះធ្វើឱ្យពួកគេមានតម្លៃខ្ពស់ក្នុងវិស័យដូចជាយានជំនិះអគ្គិសនី ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធទូរគមនាគមន៍ 5G ប្រព័ន្ធអវកាស គ្រឿងអេឡិចត្រូនិក RF កម្រិតខ្ពស់ និងបច្ចេកវិទ្យាឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MEMS ។
គោលការណ៍ផលិតកម្មនៃ SICOI Wafers
SICOI (Silicon Carbide on Insulator) wafers ត្រូវបានផលិតឡើងតាមរយៈកម្រិតខ្ពស់ដំណើរការនៃការភ្ជាប់ wafer និងស្តើង:
-
ការលូតលាស់ស្រទាប់ខាងក្រោម SiC- គ្រីស្តាល់ SiC wafer ដែលមានគុណភាពខ្ពស់ (4H/6H) ត្រូវបានរៀបចំជាសម្ភារៈម្ចាស់ជំនួយ។
-
ការដាក់ស្រទាប់អ៊ីសូឡង់- ខ្សែភាពយន្តអ៊ីសូឡង់ (SiO₂ ឬ Si₃N₄) ត្រូវបានបង្កើតឡើងនៅលើ wafer ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន (Si ឬ SiC) ។
-
ចំណង Wafer- SiC wafer និង carrier wafer ត្រូវបានភ្ជាប់ជាមួយគ្នាក្រោមជំនួយពីសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ឬប្លាស្មា។
-
ស្តើង & ប៉ូលា- ក្រដាសប្រាក់ SiC donor wafer ត្រូវបានស្តើងចុះក្រោមពីរបីមីក្រូម៉ែត្រ និងប៉ូលាដើម្បីទទួលបានផ្ទៃរលោងអាតូម។
-
ការត្រួតពិនិត្យចុងក្រោយ- បន្ទះ SICOI wafer ដែលបានបញ្ចប់ត្រូវបានធ្វើតេស្តសម្រាប់ភាពស្មើគ្នានៃកម្រាស់ ភាពរដុបលើផ្ទៃ និងដំណើរការអ៊ីសូឡង់។
តាមរយៈដំណើរការនេះ កស្រទាប់ SiC សកម្មស្តើងជាមួយនឹងលក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី និងកម្ដៅដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ត្រូវបានផ្សំជាមួយនឹងខ្សែភាពយន្តអ៊ីសូឡង់ និងស្រទាប់ខាងក្រោមជំនួយ បង្កើតជាវេទិកាដែលមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់សម្រាប់ថាមពល និងឧបករណ៍ RF ជំនាន់ក្រោយ។
អត្ថប្រយោជន៍សំខាន់ៗនៃ SICOI Wafers
| ប្រភេទលក្ខណៈពិសេស | លក្ខណៈបច្ចេកទេស | អត្ថប្រយោជន៍ស្នូល |
|---|---|---|
| រចនាសម្ព័ន្ធសម្ភារៈ | ស្រទាប់សកម្ម 4H/6H-SiC + ខ្សែភាពយន្តអ៊ីសូឡង់ (SiO₂/Si₃N₄) + ក្រុមហ៊ុនដឹកជញ្ជូន Si ឬ SiC | សម្រេចបានភាពឯកោអគ្គិសនីខ្លាំង កាត់បន្ថយការជ្រៀតជ្រែករបស់ប៉ារ៉ាស៊ីត |
| លក្ខណៈសម្បត្តិអគ្គិសនី | កម្លាំងបំបែកខ្ពស់ (> 3 MV/cm), ការបាត់បង់ dielectric ទាប | ប្រសើរសម្រាប់ប្រតិបត្តិការតង់ស្យុងខ្ពស់ និងប្រេកង់ខ្ពស់។ |
| លក្ខណៈសម្បត្តិកំដៅ | ចរន្តកំដៅរហូតដល់ 4.9 W/cm·K មានស្ថេរភាពលើសពី 500°C | ការសាយភាយកំដៅប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព ដំណើរការល្អឥតខ្ចោះនៅក្រោមបន្ទុកកម្ដៅដ៏អាក្រក់ |
| លក្ខណៈសម្បត្តិមេកានិច | ភាពរឹងខ្លាំង (Mohs 9.5) មេគុណទាបនៃការពង្រីកកម្ដៅ | រឹងមាំប្រឆាំងនឹងភាពតានតឹង បង្កើនអាយុកាលឧបករណ៍ |
| គុណភាពផ្ទៃ | ផ្ទៃរលោងខ្លាំង (Ra <0.2 nm) | លើកកម្ពស់ epitaxy ដែលមិនមានពិការភាព និងការផលិតឧបករណ៍ដែលអាចទុកចិត្តបាន។ |
| អ៊ីសូឡង់ | ភាពធន់ > 10¹⁴ Ω·cm, ចរន្តលេចធ្លាយទាប | ប្រតិបត្តិការដែលអាចទុកចិត្តបាននៅក្នុងកម្មវិធី RF និងឯកោវ៉ុលខ្ពស់។ |
| ទំហំ និងការប្ដូរតាមបំណង | មានក្នុងទម្រង់ 4, 6, និង 8-inch; កម្រាស់ SiC 1-100 μm; អ៊ីសូឡង់ 0.1-10 μm | ការរចនាដែលអាចបត់បែនបានសម្រាប់តម្រូវការកម្មវិធីផ្សេងៗគ្នា |
តំបន់កម្មវិធីស្នូល
| វិស័យកម្មវិធី | ករណីប្រើប្រាស់ធម្មតា។ | គុណសម្បត្តិនៃការអនុវត្ត |
|---|---|---|
| ថាមពលអេឡិចត្រូនិច | ឧបករណ៍បំលែងចរន្តអគ្គិសនី ស្ថានីយ៍សាកថ្ម ឧបករណ៍ថាមពលឧស្សាហកម្ម | វ៉ុលបំបែកខ្ពស់កាត់បន្ថយការបាត់បង់ការប្តូរ |
| RF និង 5G | ឧបករណ៍ពង្រីកថាមពលស្ថានីយ៍មូលដ្ឋាន សមាសធាតុរលកមីលីម៉ែត្រ | ប៉ារ៉ាស៊ីតទាប គាំទ្រប្រតិបត្តិការជួរ GHz |
| ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា MEMS | ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាសម្ពាធបរិស្ថានអាក្រក់ MEMS ថ្នាក់រុករក | ស្ថេរភាពកម្ដៅខ្ពស់ ធន់នឹងវិទ្យុសកម្ម |
| អវកាស និងការពារជាតិ | ការទំនាក់ទំនងតាមផ្កាយរណប ម៉ូឌុលថាមពល avionics | ភាពជឿជាក់ក្នុងសីតុណ្ហភាពខ្លាំង និងការប៉ះពាល់នឹងវិទ្យុសកម្ម |
| ក្រឡាចត្រង្គឆ្លាតវៃ | ឧបករណ៍បំលែង HVDC ឧបករណ៍បំលែងសៀគ្វីរដ្ឋរឹង | អ៊ីសូឡង់ខ្ពស់កាត់បន្ថយការបាត់បង់ថាមពល |
| អុបតូអេឡិចត្រូនិច | កាំរស្មី UV LED ស្រទាប់ខាងក្រោមឡាស៊ែរ | គុណភាពគ្រីស្តាល់ខ្ពស់គាំទ្រការបញ្ចេញពន្លឺប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាព |
ការផលិត 4H-SiCOI
ការផលិត 4H-SiCOI wafers ត្រូវបានសម្រេចតាមរយៈដំណើរការនៃការភ្ជាប់ wafer និងស្តើងបើកដំណើរការចំណុចប្រទាក់អ៊ីសូឡង់គុណភាពខ្ពស់ និងស្រទាប់សកម្ម SiC ដែលគ្មានពិការភាព។
-
a៖ គ្រោងការណ៍នៃការផលិតវេទិកាសម្ភារៈ 4H-SiCOI ។
-
b៖ រូបភាពនៃ 4-inch 4H-SiCOI wafer ដោយប្រើការផ្សារភ្ជាប់ និងស្តើង។ តំបន់ពិការត្រូវបានសម្គាល់។
-
c៖ លក្ខណៈឯកសណ្ឋាននៃកម្រាស់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម 4H-SiCOI ។
-
d៖ រូបភាពអុបទិកនៃ 4H-SiCOI ស្លាប់។
-
e៖ លំហូរដំណើរការសម្រាប់ផលិតឧបករណ៍បំពងសំឡេងមីក្រូឌីស SiC ។
-
f៖ SEM នៃ microdisk resonator ដែលបានបញ្ចប់។
-
g៖ ពង្រីក SEM បង្ហាញ sidewall resonator; ការបញ្ចូល AFM បង្ហាញពីភាពរលោងនៃផ្ទៃណាណូ។
-
h៖ SEM ផ្នែកឆ្លងកាត់បង្ហាញពីផ្ទៃខាងលើដែលមានរាងជាប៉ារ៉ាបូល។
FAQ លើ SICOI Wafers
សំណួរទី 1: តើ SICOI wafers មានគុណសម្បត្តិអ្វីជាង wafers SiC ប្រពៃណី?
A1: មិនដូចស្រទាប់ខាងក្រោម SiC ស្ដង់ដារទេ SICOI wafers រួមបញ្ចូលស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ដែលកាត់បន្ថយសមត្ថភាពប៉ារ៉ាស៊ីត និងចរន្តលេចធ្លាយ ដែលនាំឱ្យមានប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ការឆ្លើយតបប្រេកង់ប្រសើរជាងមុន និងដំណើរការកម្ដៅខ្ពស់។
សំណួរទី 2: តើទំហំ wafer មានជាធម្មតាទេ?
A2: SICOI wafers ត្រូវបានផលិតជាទូទៅក្នុងទម្រង់ 4-inch, 6-inch, និង 8-inch ជាមួយនឹង SiC ផ្ទាល់ខ្លួន និងកម្រាស់ស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ដែលអាចប្រើបានអាស្រ័យលើតម្រូវការឧបករណ៍។
សំណួរទី 3: តើឧស្សាហកម្មណាដែលទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ច្រើនបំផុតពី SICOI wafers?
A3៖ ឧស្សាហកម្មសំខាន់ៗរួមមាន គ្រឿងអេឡិចត្រូនិចថាមពលសម្រាប់យានជំនិះអគ្គិសនី អេឡិចត្រូនិក RF សម្រាប់បណ្តាញ 5G MEMS សម្រាប់ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាលំហអាកាស និងឧបករណ៍អុបទិកដូចជា UV LEDs ជាដើម។
សំណួរទី 4: តើស្រទាប់អ៊ីសូឡង់ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការឧបករណ៍យ៉ាងដូចម្តេច?
A4: ខ្សែភាពយន្តអ៊ីសូឡង់ (SiO₂ ឬ Si₃N₄) ការពារការលេចធ្លាយបច្ចុប្បន្ន និងកាត់បន្ថយការនិយាយឆ្លងចរន្តអគ្គិសនី ធ្វើឱ្យមានភាពធន់នឹងតង់ស្យុងខ្ពស់ ការផ្លាស់ប្តូរកាន់តែមានប្រសិទ្ធភាព និងកាត់បន្ថយការបាត់បង់កំដៅ។
សំណួរទី 5: តើ SICOI wafers សមរម្យសម្រាប់កម្មវិធីដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ដែរឬទេ?
A5: បាទ ដោយមានចរន្តកំដៅខ្ពស់ និងធន់ទ្រាំលើសពី 500°C SICOI wafers ត្រូវបានរចនាឡើងដើម្បីដំណើរការដោយភាពជឿជាក់ក្រោមកំដៅខ្លាំង និងក្នុងបរិយាកាសដ៏អាក្រក់។
Q6: តើ SICOI wafers អាចប្ដូរតាមបំណងបានទេ?
A6: ដាច់ខាត។ អ្នកផលិតផ្តល់ជូននូវការរចនាតាមតម្រូវការសម្រាប់កម្រាស់ជាក់លាក់ កម្រិតសារធាតុ doping និងបន្សំស្រទាប់ខាងក្រោម ដើម្បីបំពេញតាមតម្រូវការស្រាវជ្រាវចម្រុះ និងតម្រូវការឧស្សាហកម្ម។
