Wafle z węglika krzemu na izolatorze (SICOI) z warstwą SiC na krzemie

Wafle SICOI (węglik krzemu na izolatorze) Film SiC na krzemie Obraz wyróżniony

Krótki opis:

Płytki z węglika krzemu na izolatorze (SICOI) to podłoża półprzewodnikowe nowej generacji, które łączą doskonałe właściwości fizyczne i elektroniczne węglika krzemu (SiC) z doskonałymi właściwościami izolacji elektrycznej izolacyjnej warstwy buforowej, takiej jak dwutlenek krzemu (SiO₂) lub azotek krzemu (Si₃N₄). Typowa płytka SICOI składa się z cienkiej epitaksjalnej warstwy SiC, pośredniej warstwy izolacyjnej oraz podłoża bazowego, które może być wykonane z krzemu lub SiC.

Wyślij do nas e-mail

Cechy

Szczegółowy diagram

Wprowadzenie płytek z węglika krzemu na izolatorze (SICOI)

Ta hybrydowa struktura została zaprojektowana tak, aby sprostać rygorystycznym wymaganiom urządzeń elektronicznych o dużej mocy, wysokiej częstotliwości i wysokiej temperaturze. Dzięki zastosowaniu warstwy izolacyjnej, wafle SICOI minimalizują pojemność pasożytniczą i tłumią prądy upływowe, zapewniając w ten sposób wyższe częstotliwości pracy, lepszą wydajność i lepsze zarządzanie temperaturą. Te zalety sprawiają, że są one niezwykle cenne w sektorach takich jak pojazdy elektryczne, infrastruktura telekomunikacyjna 5G, systemy lotnicze i kosmiczne, zaawansowana elektronika RF oraz technologie czujników MEMS.

Zasada produkcji płytek SICOI

Płytki SICOI (węglik krzemu na izolatorze) są produkowane w zaawansowanej technologiiproces łączenia i przerzedzania płytek:

Wzrost podłoża SiC– Jako materiał donorowy przygotowywany jest wysokiej jakości monokrystaliczny wafel SiC (4H/6H).
Osadzanie warstwy izolacyjnej– Na płytce nośnej (Si lub SiC) tworzy się warstwa izolacyjna (SiO₂ lub Si₃N₄).
Łączenie płytek– Płytka SiC i płytka nośna są łączone ze sobą pod wpływem wysokiej temperatury lub przy pomocy plazmy.
Rozcieńczanie i polerowanie– Wafel SiC jest rozrzedzany do grubości kilku mikrometrów i polerowany w celu uzyskania atomowo gładkiej powierzchni.
Ostateczna inspekcja– Gotowy wafel SICOI jest testowany pod kątem jednorodności grubości, chropowatości powierzchni i wydajności izolacji.

Dzięki temu procesowi,cienka aktywna warstwa SiCo doskonałych właściwościach elektrycznych i termicznych połączony jest z folią izolacyjną i podłożem nośnym, tworząc wydajną platformę dla urządzeń mocy i RF nowej generacji.

Główne zalety płytek SICOI

Kategoria funkcji	Dane techniczne	Podstawowe korzyści
Struktura materiału	Warstwa aktywna 4H/6H-SiC + film izolacyjny (SiO₂/Si₃N₄) + nośnik Si lub SiC	Zapewnia silną izolację elektryczną, redukuje zakłócenia pasożytnicze
Właściwości elektryczne	Wysoka wytrzymałość na przebicie (>3 MV/cm), niskie straty dielektryczne	Zoptymalizowany do pracy przy wysokim napięciu i wysokiej częstotliwości
Właściwości termiczne	Przewodność cieplna do 4,9 W/cm·K, stabilna powyżej 500°C	Skuteczne odprowadzanie ciepła, doskonała wydajność przy dużych obciążeniach termicznych
Właściwości mechaniczne	Ekstremalna twardość (9,5 w skali Mohsa), niski współczynnik rozszerzalności cieplnej	Odporność na naprężenia wydłuża żywotność urządzenia
Jakość powierzchni	Ultragładka powierzchnia (Ra <0,2 nm)	Promuje epitaksję wolną od defektów i niezawodną produkcję urządzeń
Izolacja	Rezystywność >10¹⁴ Ω·cm, niski prąd upływu	Niezawodna praca w zastosowaniach izolacji RF i wysokiego napięcia
Rozmiar i personalizacja	Dostępne w formatach 4, 6 i 8 cali; grubość SiC 1–100 μm; izolacja 0,1–10 μm	Elastyczna konstrukcja do różnych wymagań aplikacji

Główne obszary zastosowań

Sektor aplikacji	Typowe przypadki użycia	Zalety wydajnościowe
Elektronika mocy	Falowniki do pojazdów elektrycznych, stacje ładowania, przemysłowe urządzenia zasilające	Wysokie napięcie przebicia, zmniejszone straty przełączania
RF i 5G	Wzmacniacze mocy stacji bazowych, komponenty milimetrowe	Niskie obciążenie pasożytnicze, obsługuje operacje w zakresie GHz
Czujniki MEMS	Czujniki ciśnienia do trudnych warunków środowiskowych, MEMS klasy nawigacyjnej	Wysoka stabilność termiczna, odporność na promieniowanie
Lotnictwo i obronność	Komunikacja satelitarna, moduły zasilania awioniki	Niezawodność w ekstremalnych temperaturach i narażeniu na promieniowanie
Inteligentna sieć	Konwertery HVDC, wyłączniki półprzewodnikowe	Wysoka izolacja minimalizuje utratę mocy
Optoelektronika	Diody UV LED, podłoża laserowe	Wysoka jakość krystaliczna zapewnia wydajną emisję światła

Produkcja 4H-SiCOI

Produkcja płytek 4H-SiCOI odbywa się poprzezprocesy łączenia i przerzedzania płytek, umożliwiając tworzenie wysokiej jakości interfejsów izolacyjnych i wolnych od defektów warstw aktywnych SiC.

a:Schemat wykonania platformy z materiału 4H-SiCOI.
b:Widok 4-calowej płytki 4H-SiCOI uzyskanej metodą łączenia i ścieniania; zaznaczono strefy defektów.
c: Charakterystyka jednorodności grubości podłoża 4H-SiCOI.
d:Obraz optyczny kości 4H-SiCOI.
e:Przebieg procesu wytwarzania rezonatora mikrodysku SiC.
f:SEM ukończonego rezonatora mikrodyskowego.
g: Powiększony obraz SEM przedstawiający ścianę boczną rezonatora; wstawka AFM przedstawia gładkość powierzchni w skali nano.
h:Przekrój SEM ilustrujący paraboliczną powierzchnię górną.

Najczęściej zadawane pytania dotyczące płytek SICOI

P1: Jakie zalety mają wafle SICOI w porównaniu z tradycyjnymi waflami SiC?
A1: W przeciwieństwie do standardowych podłoży SiC, wafle SICOI zawierają warstwę izolacyjną, która redukuje pojemność pasożytniczą i prądy upływu, co przekłada się na wyższą wydajność, lepszą odpowiedź częstotliwościową i lepsze parametry cieplne.

P2: Jakie rozmiary płytek są zazwyczaj dostępne?
A2: Płytki SICOI są powszechnie produkowane w formatach 4-, 6- i 8-calowych, przy czym dostępne są dostosowane grubości SiC i warstwy izolacyjnej w zależności od wymagań urządzenia.

P3: Które branże czerpią największe korzyści ze stosowania płytek SICOI?
A3: Do najważniejszych gałęzi przemysłu należą: elektronika mocy dla pojazdów elektrycznych, elektronika RF dla sieci 5G, układy MEMS dla czujników lotniczych i kosmicznych oraz optoelektronika, np. diody LED UV.

P4: W jaki sposób warstwa izolacyjna poprawia wydajność urządzenia?
A4: Warstwa izolacyjna (SiO₂ lub Si₃N₄) zapobiega upływu prądu i redukuje przesłuchy elektryczne, umożliwiając większą wytrzymałość napięciową, wydajniejsze przełączanie i mniejsze straty ciepła.

P5: Czy wafle SICOI nadają się do zastosowań wysokotemperaturowych?
A5: Tak. Dzięki wysokiej przewodności cieplnej i odporności na temperatury przekraczające 500°C, wafle SICOI są zaprojektowane tak, aby niezawodnie pracować w ekstremalnych temperaturach i trudnych warunkach.

P6: Czy wafle SICOI można dostosowywać do indywidualnych potrzeb?
A6: Zdecydowanie. Producenci oferują projekty szyte na miarę, dostosowane do konkretnych grubości, poziomów domieszkowania i kombinacji podłoży, aby sprostać zróżnicowanym potrzebom badawczym i przemysłowym.

Poprzedni: Maszyna do cięcia drutem diamentowym do SiC | Szafiru | Kwarcu | Szkła

Następny: Wielodrutowa diamentowa piła do ultratwardych, kruchych materiałów szafirowych SiC