SICOI (izolyatordagi kremniy karbid) gofretlari SiC film ON kremniy
Batafsil diagramma
Izolyatorda silikon karbid (SICOI) gofretlarini joriy etish
Izolyatordagi kremniy karbid (SICOI) plitalari kremniy karbidining (SiC) yuqori jismoniy va elektron xususiyatlarini kremniy dioksidi (SiO₄₄) yoki kremniy (SiO₄₄) (SiO₄Nitri) kabi izolyatsion bufer qatlamining ajoyib elektr izolyatsiyalash xususiyatlari bilan birlashtirgan yangi avlod yarimo'tkazgichli substratlardir. Oddiy SICOI gofreti yupqa epitaksial SiC qatlamidan, oraliq izolyatsion plyonkadan va kremniy yoki SiC bo'lishi mumkin bo'lgan qo'llab-quvvatlovchi tayanch substratdan iborat.
Ushbu gibrid struktura yuqori quvvatli, yuqori chastotali va yuqori haroratli elektron qurilmalarning qat'iy talablarini qondirish uchun ishlab chiqilgan. Izolyatsiya qiluvchi qatlamni o'z ichiga olgan SICOI gofretlari parazitar sig'imni kamaytiradi va oqish oqimlarini bostiradi, shu bilan yuqori ish chastotalari, yaxshi samaradorlik va yaxshilangan issiqlik boshqaruvini ta'minlaydi. Ushbu imtiyozlar ularni elektr transport vositalari, 5G telekommunikatsiya infratuzilmasi, aerokosmik tizimlar, ilg'or RF elektronika va MEMS sensor texnologiyalari kabi sohalarda juda qimmatli qiladi.
SICOI gofretlarini ishlab chiqarish printsipi
SICOI (izolyatordagi kremniy karbid) gofretlari ilg'or texnologiya orqali ishlab chiqariladigofretni yopishtirish va yupqalash jarayoni:
-
SiC substratining o'sishi– Donor material sifatida yuqori sifatli yagona kristalli SiC gofreti (4H/6H) tayyorlanadi.
-
Izolyatsiya qatlamini yotqizish– Tashuvchi plyonkada (Si yoki SiC) izolyatsion plyonka (SiO₂ yoki Si₃N₄) hosil bo'ladi.
-
Gofretli yopishtirish– SiC gofreti va tashuvchi gofret yuqori harorat yoki plazma yordamida bir-biriga bog'langan.
-
Yupqalash va silliqlash– SiC donor gofreti bir necha mikrometrgacha yupqalashtiriladi va atomik silliq yuzaga erishish uchun sayqallanadi.
-
Yakuniy tekshirish– Tugallangan SICOI gofreti qalinligi bir xilligi, sirt pürüzlülüğü va izolyatsiyalash ko'rsatkichlari uchun sinovdan o'tkaziladi.
Bu jarayon orqali anozik faol SiC qatlamimukammal elektr va issiqlik xususiyatlariga ega bo'lgan izolyatsion plyonka va qo'llab-quvvatlovchi substrat bilan birlashtirilib, keyingi avlod quvvat va RF qurilmalari uchun yuqori samarali platforma yaratadi.
SICOI gofretlarining asosiy afzalliklari
| Xususiyatlar toifasi | Texnik xususiyatlari | Asosiy imtiyozlar |
|---|---|---|
| Materiallar tuzilishi | 4H/6H-SiC faol qatlam + izolyatsion plyonka (SiO₂/Si₃N₄) + Si yoki SiC tashuvchisi | Kuchli elektr izolyatsiyasiga erishadi, parazitar shovqinlarni kamaytiradi |
| Elektr xususiyatlari | Yuqori buzilish kuchi (>3 MV / sm), past dielektrik yo'qotish | Yuqori kuchlanishli va yuqori chastotali ishlash uchun optimallashtirilgan |
| Issiqlik xususiyatlari | Issiqlik o'tkazuvchanligi 4,9 Vt / sm · K gacha, 500 ° C dan yuqori barqaror | Samarali issiqlik tarqalishi, qattiq termal yuk ostida mukammal ishlash |
| Mexanik xususiyatlar | Haddan tashqari qattiqlik (Mohs 9,5), past issiqlik kengayish koeffitsienti | Stressga qarshi mustahkam, qurilmaning ishlash muddatini oshiradi |
| Sirt sifati | Ultra silliq sirt (Ra <0,2 nm) | Qusursiz epitaksiya va ishonchli qurilma ishlab chiqarishga yordam beradi |
| Izolyatsiya | Qarshilik >10¹⁴ Ō·sm, past oqish oqimi | RF va yuqori kuchlanishli izolyatsiya dasturlarida ishonchli ishlash |
| Hajmi va moslashtirish | 4, 6 va 8 dyuymli formatlarda mavjud; SiC qalinligi 1–100 mkm; izolyatsiya 0,1-10 mkm | Turli xil dastur talablari uchun moslashuvchan dizayn |
Asosiy qo'llash sohalari
| Ilova sektori | Oddiy foydalanish holatlari | Ishlash afzalliklari |
|---|---|---|
| Quvvat elektronikasi | EV invertorlari, zaryadlash stantsiyalari, sanoat quvvat qurilmalari | Yuqori buzilish kuchlanishi, kommutatsiya yo'qotilishi kamayadi |
| RF va 5G | Baza stantsiyasining quvvat kuchaytirgichlari, millimetrli to'lqinli komponentlar | Kam parazitlik, gigagertsli diapazondagi operatsiyalarni qo'llab-quvvatlaydi |
| MEMS sensorlari | Qattiq muhit bosimi sensorlari, navigatsiya darajasidagi MEMS | Yuqori termal barqarorlik, radiatsiyaga chidamli |
| Aerokosmik va mudofaa | Sun'iy yo'ldosh aloqasi, avionika quvvat modullari | Haddan tashqari harorat va radiatsiya ta'sirida ishonchlilik |
| Smart Grid | HVDC konvertorlari, qattiq holatda o'chirgichlar | Yuqori izolyatsiya quvvat yo'qotilishini kamaytiradi |
| Optoelektronika | UV LEDlar, lazerli substratlar | Yuqori kristalli sifat samarali yorug'lik emissiyasini qo'llab-quvvatlaydi |
4H-SiCOI ishlab chiqarish
4H-SiCOI gofretlarini ishlab chiqarish orqali erishiladigofretni yopishtirish va yupqalash jarayonlari, yuqori sifatli izolyatsion interfeyslarni va nuqsonsiz SiC faol qatlamlarini ta'minlaydi.
-
a: 4H-SiCOI material platformasini ishlab chiqarish sxemasi.
-
b: Bog'lash va yupqalashdan foydalangan holda 4 dyuymli 4H-SiCOI gofret tasviri; nuqson zonalari belgilangan.
-
c: 4H-SiCOI substratining qalinligi bir xilligi tavsifi.
-
d: 4H-SiCOI matritsasining optik tasviri.
-
e: SiC mikrodisk rezonatorini ishlab chiqarish jarayoni.
-
f: Tugallangan mikrodisk rezonatorining SEM.
-
g: Rezonator yon devorini ko'rsatadigan kengaytirilgan SEM; AFM inseti nano o'lchamdagi sirt silliqligini tasvirlaydi.
-
h: Parabolik shakldagi ustki yuzani ko'rsatuvchi ko'ndalang kesimli SEM.
SICOI gofretlari haqida tez-tez beriladigan savollar
1-savol: SICOI gofretlari an'anaviy SiC gofretlariga nisbatan qanday afzalliklarga ega?
A1: Standart SiC substratlaridan farqli o'laroq, SICOI gofretlari yuqori samaradorlikka, yaxshi chastotali javobga va yuqori issiqlik ko'rsatkichlariga olib keladigan parazit sig'im va oqish oqimlarini kamaytiradigan izolyatsion qatlamni o'z ichiga oladi.
2-savol: Odatda qanday gofret o'lchamlari mavjud?
A2: SICOI gofretlari odatda 4 dyuymli, 6 dyuymli va 8 dyuymli formatlarda ishlab chiqariladi, moslashtirilgan SiC va izolyatsion qatlam qalinligi qurilma talablariga qarab mavjud.
3-savol: SICOI gofretlaridan qaysi sohalar ko'proq foyda ko'radi?
A3: Asosiy tarmoqlarga elektr transport vositalari uchun quvvat elektroniği, 5G tarmoqlari uchun RF elektronika, aerokosmik sensorlar uchun MEMS va UV LEDlar kabi optoelektronika kiradi.
4-savol: Izolyatsiya qatlami qurilmaning ish faoliyatini qanday yaxshilaydi?
A4: Izolyatsiya qiluvchi plyonka (SiO₂ yoki Si₃N₄) oqim oqishini oldini oladi va elektr o'zaro ta'sirini kamaytiradi, bu esa yuqori kuchlanish chidamliligini, samaraliroq almashtirishni va issiqlik yo'qotilishini kamaytiradi.
5-savol: SICOI gofretlari yuqori haroratli dasturlarga mos keladimi?
A5: Ha, yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi va 500 ° C dan yuqori qarshilik bilan SICOI gofretlari haddan tashqari issiqlik va og'ir muhitda ishonchli ishlash uchun mo'ljallangan.
6-savol: SICOI gofretlarini sozlash mumkinmi?
A6: Albatta. Ishlab chiqaruvchilar turli xil tadqiqot va sanoat ehtiyojlarini qondirish uchun muayyan qalinliklar, doping darajalari va substrat birikmalari uchun moslashtirilgan dizaynlarni taklif qiladilar.










