SICOI (karbid křemíku na izolantu) destičky SiC film na křemíku

Stručný popis:

Destičky SICOI (karbid křemíku na izolantu) jsou polovodičové substráty nové generace, které spojují vynikající fyzikální a elektronické vlastnosti karbidu křemíku (SiC) s vynikajícími elektrickými izolačními vlastnostmi izolační mezivrstvy, jako je oxid křemičitý (SiO₂) nebo nitrid křemíku (Si₃N₄). Typická destička SICOI se skládá z tenké epitaxní vrstvy SiC, mezilehlé izolační vrstvy a nosného základního substrátu, kterým může být buď křemík, nebo SiC.

Pošlete nám e-mail

Funkce

Podrobný diagram

Zavedení karbidu křemíku na izolační destičky (SICOI)

Tato hybridní struktura je navržena tak, aby splňovala přísné požadavky na elektronická zařízení s vysokým výkonem, vysokou frekvencí a vysokou teplotou. Díky začlenění izolační vrstvy minimalizují destičky SICOI parazitní kapacitu a potlačují svodové proudy, čímž zajišťují vyšší provozní frekvence, lepší účinnost a lepší tepelný management. Díky těmto výhodám jsou vysoce cenné v odvětvích, jako jsou elektromobily, telekomunikační infrastruktura 5G, letecké a kosmické systémy, pokročilá RF elektronika a senzorové technologie MEMS.

Princip výroby destiček SICOI

Destičky SICOI (karbid křemíku na izolantu) se vyrábějí pomocí pokročilé technologie...proces lepení a ztenčování destiček:

Růst substrátu SiC– Jako donorový materiál je připravena vysoce kvalitní monokrystalická destička SiC (4H/6H).
Nanášení izolační vrstvy– Na nosné destičce (Si nebo SiC) se vytvoří izolační film (SiO₂ nebo Si₃N₄).
Lepení destiček– SiC destička a nosná destička jsou spojeny dohromady za vysoké teploty nebo plazmatem.
Ředění a leštění– Donorová destička SiC se ztenčí na několik mikrometrů a vyleští, aby se dosáhlo atomově hladkého povrchu.
Závěrečná kontrola– Hotová destička SICOI je testována na rovnoměrnost tloušťky, drsnost povrchu a izolační vlastnosti.

Prostřednictvím tohoto procesutenká aktivní vrstva SiCs vynikajícími elektrickými a tepelnými vlastnostmi je kombinován s izolační fólií a nosným substrátem, čímž vzniká vysoce výkonná platforma pro výkonová a RF zařízení nové generace.

Klíčové výhody destiček SICOI

Kategorie prvku	Technické vlastnosti	Hlavní výhody
Materiální struktura	Aktivní vrstva 4H/6H-SiC + izolační film (SiO₂/Si₃N₄) + nosič Si nebo SiC	Dosahuje silné elektrické izolace, snižuje parazitní rušení
Elektrické vlastnosti	Vysoká průrazná pevnost (>3 MV/cm), nízké dielektrické ztráty	Optimalizováno pro provoz s vysokým napětím a vysokou frekvencí
Tepelné vlastnosti	Tepelná vodivost až 4,9 W/cm·K, stabilní nad 500 °C	Efektivní odvod tepla, vynikající výkon při vysokém tepelném zatížení
Mechanické vlastnosti	Extrémní tvrdost (Mohs 9,5), nízký koeficient tepelné roztažnosti	Odolný vůči namáhání, prodlužuje životnost zařízení
Kvalita povrchu	Ultra hladký povrch (Ra <0,2 nm)	Podporuje bezchybnou epitaxi a spolehlivou výrobu zařízení
Izolace	Měrný odpor >10¹⁴ Ω·cm, nízký svodový proud	Spolehlivý provoz v aplikacích s vysokofrekvenční a vysokonapěťovou izolací
Velikost a přizpůsobení	K dispozici ve formátech 4, 6 a 8 palců; tloušťka SiC 1–100 μm; izolace 0,1–10 μm	Flexibilní design pro různé požadavky aplikací

Hlavní oblasti použití

Sektor aplikací	Typické případy použití	Výhody výkonu
Výkonová elektronika	Měniče pro elektromobily, nabíjecí stanice, průmyslová napájecí zařízení	Vysoké průrazné napětí, snížené ztráty při spínání
Rádiové sítě a 5G	Výkonové zesilovače základnových stanic, komponenty milimetrových vln	Nízké parazitní rušení, podporuje provoz v GHz rozsahu
MEMS senzory	Senzory tlaku pro náročné prostředí, MEMS navigační úrovně	Vysoká tepelná stabilita, odolnost vůči záření
Letectví a obrana	Satelitní komunikace, napájecí moduly avioniky	Spolehlivost v extrémních teplotách a při vystavení záření
Inteligentní síť	Měniče HVDC, polovodičové jističe	Vysoká izolace minimalizuje ztráty energie
Optoelektronika	UV LED diody, laserové substráty	Vysoká krystalická kvalita podporuje efektivní vyzařování světla

Výroba 4H-SiCOI

Výroba 4H-SiCOI destiček se dosahuje pomocíprocesy spojování a ztenčování destiček, což umožňuje vysoce kvalitní izolační rozhraní a bezchybné aktivní vrstvy SiC.

aSchéma výroby platformy z materiálu 4H-SiCOI.
bObrázek 4palcové destičky 4H-SiCOI s použitím lepení a ztenčení; vyznačené defektní zóny.
cCharakterizace rovnoměrnosti tloušťky substrátu 4H-SiCOI.
dOptický snímek čipu 4H-SiCOI.
ePostup výroby rezonátoru z mikrodisku SiC.
fSEM dokončeného mikrodiskového rezonátoru.
gZvětšený SEM snímek zobrazující boční stěnu rezonátoru; vložený snímek AFM znázorňuje hladkost povrchu v nanoměřítku.
hPrůřezový SEM snímek znázorňující parabolicky tvarovaný horní povrch.

Často kladené otázky k destičkám SICOI

Q1: Jaké výhody mají destičky SICOI oproti tradičním destičkám SiC?
A1: Na rozdíl od standardních substrátů SiC obsahují destičky SICOI izolační vrstvu, která snižuje parazitní kapacitu a svodové proudy, což vede k vyšší účinnosti, lepší frekvenční odezvě a vynikajícímu tepelnému výkonu.

Q2: Jaké velikosti waferů jsou obvykle k dispozici?
A2: Destičky SICOI se běžně vyrábějí ve formátech 4 palce, 6 palců a 8 palců s možností úpravy tloušťky SiC a izolační vrstvy v závislosti na požadavcích zařízení.

Q3: Která odvětví nejvíce těží z destiček SICOI?
A3: Mezi klíčová odvětví patří výkonová elektronika pro elektromobily, RF elektronika pro sítě 5G, MEMS pro letecké senzory a optoelektronika, jako jsou UV LED diody.

Q4: Jak izolační vrstva zlepšuje výkon zařízení?
A4: Izolační vrstva (SiO₂ nebo Si₃N₄) zabraňuje úniku proudu a snižuje elektrické přeslechy, což umožňuje vyšší napěťovou odolnost, efektivnější spínání a snížené tepelné ztráty.

Q5: Jsou destičky SICOI vhodné pro aplikace s vysokými teplotami?
A5: Ano, díky vysoké tepelné vodivosti a odolnosti nad 500 °C jsou destičky SICOI navrženy tak, aby spolehlivě fungovaly za extrémních teplot a v náročných podmínkách.

Q6: Lze destičky SICOI přizpůsobit?
A6: Rozhodně. Výrobci nabízejí na míru vyrobené konstrukce pro specifické tloušťky, úrovně dopování a kombinace substrátů, aby splnili rozmanité výzkumné a průmyslové potřeby.

Předchozí: Diamantový drátový řezací stroj na SiC | Safír | Křemen | Sklo

Další: Vícedrátová diamantová pila pro ultra tvrdé a křehké materiály SiC a safír