SiCOI gofreti 4 dyuym 6 dyuymli HPSI SiC SiO2 Si subatrat tuzilishi

Qisqacha tavsif:

Ushbu maqolada kremniy dioksidiga (SiO₂) biriktirilgan yuqori toza yarim izolyatsion (HPSI) kremniy karbid (SiC) qatlamlariga ega 4 dyuym va 6 dyuymli substratlarga e'tibor qaratilib, izolyatorda silikon karbid (SiCOI) gofretlari haqida batafsil ma'lumot berilgan. SiCOI tuzilishi SiC ning ajoyib elektr, issiqlik va mexanik xususiyatlarini oksid qatlamining elektr izolyatsiyasi afzalliklari va silikon substratning mexanik ta'minoti bilan birlashtiradi. HPSI SiC dan foydalanish substrat o'tkazuvchanligini minimallashtirish va parazitar yo'qotishlarni kamaytirish orqali qurilma ish faoliyatini yaxshilaydi, bu gofretlarni yuqori quvvatli, yuqori chastotali va yuqori haroratli yarimo'tkazgichli ilovalar uchun ideal qiladi. Ushbu ko'p qatlamli konfiguratsiyaning ishlab chiqarish jarayoni, moddiy xarakteristikalari va strukturaviy afzalliklari muhokama qilinib, uning keyingi avlod quvvat elektroniği va mikroelektromexanik tizimlar (MEMS) bilan bog'liqligi ta'kidlanadi. Tadqiqot shuningdek, 4 dyuymli va 6 dyuymli SiCOI gofretlarining xususiyatlari va potentsial qo'llanilishini taqqoslaydi, ilg'or yarimo'tkazgich qurilmalari uchun miqyoslilik va integratsiya istiqbollarini ta'kidlaydi.

Bizga elektron pochta xabarini yuboring

Xususiyatlari

SiCOI gofreti tuzilishi

HPB (High-Performance Bonding) BIC (Bonded Integrated Circuit) va SOD (Silicon-on-Diamond yoki Silicon-on-Isolator-ga o'xshash texnologiya). Bunga quyidagilar kiradi:

Ishlash ko'rsatkichlari:

Aniqlik, xato turlari (masalan, "Xatolik yo'q", "Qiymat masofasi") va qalinlik o'lchovlari (masalan, "To'g'ridan-to'g'ri qatlam qalinligi/kg") kabi parametrlarni sanab o'tadi.

"ADDR/SYGBDT", "10/0" va hokazo sarlavhalar ostida raqamli qiymatlari (ehtimol, tajriba yoki jarayon parametrlari) bo'lgan jadval.

Qatlam qalinligi ma'lumotlari:

"L1 Qalinligi (A)" dan "L270 Qalinligi (A)" etiketli keng takrorlanuvchi yozuvlar (ehtimol, Ångströmsda, 1 Å = 0,1 nm).

Ilg'or yarimo'tkazgichli gofretlarga xos bo'lgan har bir qatlam uchun qalinligini aniq nazorat qiluvchi ko'p qatlamli strukturani taklif qiladi.

SiCOI gofret tuzilishi

SiCOI (izolyatordagi kremniy karbid) - bu silikon karbidni (SiC) izolyatsion qatlam bilan birlashtirgan, SOI (Silicon-on-Izolyator) ga o'xshash, lekin yuqori quvvatli/yuqori haroratli ilovalar uchun optimallashtirilgan maxsus gofret tuzilishi. Asosiy xususiyatlar:

Qatlam tarkibi:

Yuqori qatlam: yuqori elektron harakatchanligi va termal barqarorlik uchun yagona kristalli silikon karbid (SiC).

Ko'milgan izolyator: parazit sig'imini kamaytirish va izolyatsiyani yaxshilash uchun odatda SiO₂ (oksid) yoki olmos (SODda).

Asosiy substrat: mexanik qo'llab-quvvatlash uchun silikon yoki polikristal SiC

SiCOI gofretining xususiyatlari

Elektr xususiyatlari Keng tarmoqli oralig'i (4H-SiC uchun 3,2 eV): Yuqori buzilish kuchlanishini (kremniydan >10 × yuqori) yoqadi. Oqish oqimlarini kamaytiradi, quvvat qurilmalarida samaradorlikni oshiradi.

Yuqori elektron harakatchanligi:~900 sm²/V·s (4H-SiC) va ~1400 sm²/V·s (Si), lekin yuqori maydonda yaxshiroq ishlash.

Past qarshilik:SiCOI-ga asoslangan tranzistorlar (masalan, MOSFETlar) kamroq o'tkazuvchanlik yo'qotishlarini namoyish etadi.

Zo'r izolyatsiya:Ko'milgan oksid (SiO₂) yoki olmos qatlami parazitar sig'im va o'zaro bog'lanishni kamaytiradi.

Issiqlik xususiyatlariYuqori issiqlik o'tkazuvchanligi:SiC (4H-SiC uchun ~490 Vt/m·K) va Si (~150 Vt/m·K). Olmos (agar izolyator sifatida ishlatilsa) 2000 Vt/m·K dan oshishi mumkin, bu esa issiqlik tarqalishini kuchaytiradi.

Termal barqarorlik:>300°C da ishonchli ishlaydi (kremniy uchun ~150°C ga nisbatan). Quvvat elektronikasida sovutish talablarini kamaytiradi.

3. Mexanik va kimyoviy xossalariHaddan tashqari qattiqlik (~ 9,5 Mohs): Aşınmaya qarshilik ko'rsatadi, SiCOI-ni og'ir muhitlarga chidamli qiladi.

Kimyoviy inertlik:Hatto kislotali/ishqoriy sharoitlarda ham oksidlanish va korroziyaga qarshi turadi.

Past termal kengayish:Boshqa yuqori haroratli materiallar (masalan, GaN) bilan yaxshi mos keladi.

4. Strukturaviy afzalliklar (Bulk SiC yoki SOIga nisbatan)

Substrat yo'qotishlarining kamayishi:Izolyatsiya qatlami substratga oqim oqishini oldini oladi.

Yaxshilangan RF ishlashi:Pastroq parazit sig'im tezroq almashtirish imkonini beradi (5G/mmWave qurilmalari uchun foydali).

Moslashuvchan dizayn:Yupqa SiC yuqori qatlami qurilmani optimallashtirilgan masshtablash imkonini beradi (masalan, tranzistorlardagi ultra yupqa kanallar).

SOI & Bulk SiC bilan taqqoslash

Mulk	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	Ommaviy SiC
Bandgap	3,2 eV (SiC)	1,1 eV (Si)	3,2 eV (SiC)
Issiqlik o'tkazuvchanligi	Yuqori (SiC + olmos)	Past (SiO₂ issiqlik oqimini cheklaydi)	Yuqori (faqat SiC)
Buzilish kuchlanishi	Juda yuqori	Oʻrtacha	Juda yuqori
Narxi	Yuqori	Pastroq	Eng yuqori (sof SiC)

SiCOI gofret ilovalari

Quvvat elektronikasi
SiCOI gofretlari MOSFETs, Schottky diodlari va quvvat kalitlari kabi yuqori voltli va yuqori quvvatli yarimo'tkazgichli qurilmalarda keng qo'llaniladi. SiC ning keng tarmoqli oralig'i va yuqori parchalanish kuchlanishi kamaytirilgan yo'qotishlar va yaxshilangan issiqlik ko'rsatkichlari bilan samarali quvvat konversiyasini ta'minlaydi.

Radiochastota (RF) qurilmalari
SiCOI gofretlaridagi izolyatsion qatlam parazitar sig‘imni pasaytiradi, bu ularni telekommunikatsiya, radar va 5G texnologiyalarida qo‘llaniladigan yuqori chastotali tranzistorlar va kuchaytirgichlar uchun mos qiladi.

Mikroelektromexanik tizimlar (MEMS)
SiCOI gofretlari SiC ning kimyoviy inertligi va mexanik kuchi tufayli og'ir muhitda ishonchli ishlaydigan MEMS sensorlari va aktuatorlarini ishlab chiqarish uchun mustahkam platformani ta'minlaydi.

Yuqori haroratli elektronika
SiCOI an'anaviy kremniy qurilmalari ishlamay qolganda avtomobil, aerokosmik va sanoat ilovalaridan foyda olib, yuqori haroratlarda ishlash va ishonchlilikni saqlaydigan elektronikani ta'minlaydi.

Fotonik va optoelektronik qurilmalar
SiC ning optik xususiyatlari va izolyator qatlamining kombinatsiyasi fotonik sxemalarni yaxshilangan issiqlik boshqaruvi bilan birlashtirishni osonlashtiradi.

Radiatsiya bilan qattiqlashtirilgan elektronika
SiC ning o'ziga xos radiatsiya bardoshliligi tufayli SiCOI gofretlari yuqori radiatsiyaviy muhitlarga bardosh beradigan qurilmalarni talab qiladigan kosmik va yadroviy ilovalar uchun idealdir.

SiCOI gofretining savol-javoblari

1-savol: SiCOI gofreti nima?

Javob: SiCOI kremniy karbid-izolyator degan ma'noni anglatadi. Bu yarimo'tkazgichli gofret strukturasi bo'lib, unda kremniy karbidning yupqa qatlami (SiC) kremniy substrat tomonidan qo'llab-quvvatlanadigan izolyatsion qatlamga (odatda silikon dioksid, SiO₂) yopishtiriladi. Ushbu struktura SiC ning ajoyib xususiyatlarini izolyatordan elektr izolyatsiyasi bilan birlashtiradi.

2-savol: SiCOI gofretlarining asosiy afzalliklari qanday?

Javob: Asosiy afzalliklarga yuqori buzilish kuchlanishi, keng tarmoqli oralig'i, mukammal issiqlik o'tkazuvchanligi, yuqori mexanik qattiqlik va izolyatsion qatlam tufayli kamaytirilgan parazit sig'im kiradi. Bu qurilmaning ishlashi, samaradorligi va ishonchliligini oshirishga olib keladi.

3-savol: SiCOI gofretlarining odatiy ilovalari qanday?

Javob: Ular quvvat elektronikasi, yuqori chastotali RF qurilmalari, MEMS sensorlari, yuqori haroratli elektronika, fotonik qurilmalar va radiatsiya bilan qattiqlashtirilgan elektronikada qo'llaniladi.