SiCOI വേഫർ 4 ഇഞ്ച് 6 ഇഞ്ച് HPSI SiC SiO2 Si സബ്അട്രേറ്റ് ഘടന

ഹൃസ്വ വിവരണം:

സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്-ഓൺ-ഇൻസുലേറ്റർ (SiCOI) വേഫറുകളുടെ വിശദമായ അവലോകനം ഈ പ്രബന്ധം അവതരിപ്പിക്കുന്നു, പ്രത്യേകിച്ച് സിലിക്കൺ (Si) സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകൾക്ക് മുകളിലുള്ള സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ് (SiO₂) ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളികളിൽ ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്ന ഉയർന്ന പ്യൂരിറ്റി സെമി-ഇൻസുലേറ്റിംഗ് (HPSI) സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) പാളികൾ ഉൾക്കൊള്ളുന്ന 4-ഇഞ്ച്, 6-ഇഞ്ച് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റുകളിൽ ശ്രദ്ധ കേന്ദ്രീകരിക്കുന്നു. SiCOI ഘടന SiC യുടെ അസാധാരണമായ വൈദ്യുത, താപ, മെക്കാനിക്കൽ ഗുണങ്ങളെ ഓക്സൈഡ് പാളിയുടെ വൈദ്യുത ഇൻസുലേഷൻ ഗുണങ്ങളുമായും സിലിക്കൺ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിന്റെ മെക്കാനിക്കൽ പിന്തുണയുമായും സംയോജിപ്പിക്കുന്നു. HPSI SiC ഉപയോഗിക്കുന്നത് സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റ് കണ്ടക്ഷൻ കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെയും പരാദ നഷ്ടങ്ങൾ കുറയ്ക്കുന്നതിലൂടെയും ഉപകരണ പ്രകടനം മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു, ഇത് ഉയർന്ന പവർ, ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി, ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള അർദ്ധചാലക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഈ വേഫറുകളെ അനുയോജ്യമാക്കുന്നു. ഈ മൾട്ടിലെയർ കോൺഫിഗറേഷന്റെ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ, മെറ്റീരിയൽ സവിശേഷതകൾ, ഘടനാപരമായ ഗുണങ്ങൾ എന്നിവ ചർച്ച ചെയ്യപ്പെടുന്നു, അടുത്ത തലമുറയിലെ പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, മൈക്രോഇലക്ട്രോമെക്കാനിക്കൽ സിസ്റ്റങ്ങൾ (MEMS) എന്നിവയുമായുള്ള അതിന്റെ പ്രസക്തി ഊന്നിപ്പറയുന്നു. 4 ഇഞ്ച്, 6 ഇഞ്ച് SiCOI വേഫറുകളുടെ ഗുണങ്ങളെയും സാധ്യതയുള്ള പ്രയോഗങ്ങളെയും ഈ പഠനം താരതമ്യം ചെയ്യുന്നു, നൂതന സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണങ്ങൾക്കുള്ള സ്കേലബിളിറ്റിയും സംയോജന സാധ്യതകളും എടുത്തുകാണിക്കുന്നു.

ഞങ്ങൾക്ക് ഇമെയിൽ അയയ്ക്കുക

ഫീച്ചറുകൾ

SiCOI വേഫറിന്റെ ഘടന

HPB (ഹൈ-പെർഫോമൻസ് ബോണ്ടിംഗ്) BIC (ബോണ്ടഡ് ഇന്റഗ്രേറ്റഡ് സർക്യൂട്ട്) ഉം SOD (സിലിക്കൺ-ഓൺ-ഡയമണ്ട് അല്ലെങ്കിൽ സിലിക്കൺ-ഓൺ-ഇൻസുലേറ്റർ പോലുള്ള സാങ്കേതികവിദ്യ). ഇതിൽ ഇവ ഉൾപ്പെടുന്നു:

പ്രകടന അളവുകൾ:

കൃത്യത, പിശക് തരങ്ങൾ (ഉദാ. "പിശകില്ല," "മൂല്യ ദൂരം"), കനം അളവുകൾ (ഉദാ. "ഡയറക്ട്-ലെയർ കനം/കിലോഗ്രാം") തുടങ്ങിയ പാരാമീറ്ററുകൾ പട്ടികപ്പെടുത്തുന്നു.

"ADDR/SYGBDT," "10/0," തുടങ്ങിയ തലക്കെട്ടുകൾക്ക് കീഴിൽ സംഖ്യാ മൂല്യങ്ങളുള്ള ഒരു പട്ടിക (ഒരുപക്ഷേ പരീക്ഷണാത്മകമോ പ്രക്രിയാ പാരാമീറ്ററുകളോ).

ലെയർ കനം ഡാറ്റ:

"L1 കനം (A)" മുതൽ "L270 കനം (A)" വരെ ലേബൽ ചെയ്തിട്ടുള്ള വിപുലമായ ആവർത്തന എൻട്രികൾ (സാധ്യത Ångströms-ൽ, 1 Å = 0.1 nm).

അഡ്വാൻസ്ഡ് സെമികണ്ടക്ടർ വേഫറുകളിൽ സാധാരണമായ, ഓരോ ലെയറിനും കൃത്യമായ കനം നിയന്ത്രണമുള്ള ഒരു മൾട്ടി-ലെയേർഡ് ഘടന നിർദ്ദേശിക്കുന്നു.

SiCOI വേഫർ ഘടന

SiCOI (സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് ഓൺ ഇൻസുലേറ്റർ) എന്നത് സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC) നെ ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളിയുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്ന ഒരു പ്രത്യേക വേഫർ ഘടനയാണ്, ഇത് SOI (സിലിക്കൺ-ഓൺ-ഇൻസുലേറ്റർ) ന് സമാനമാണ്, പക്ഷേ ഉയർന്ന പവർ/ഉയർന്ന താപനില ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്കായി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്തിരിക്കുന്നു. പ്രധാന സവിശേഷതകൾ:

ലെയർ കോമ്പോസിഷൻ:

മുകളിലെ പാളി: ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോൺ മൊബിലിറ്റിക്കും താപ സ്ഥിരതയ്ക്കും വേണ്ടിയുള്ള സിംഗിൾ-ക്രിസ്റ്റൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ് (SiC).

ബറൈഡ് ഇൻസുലേറ്റർ: പരാദ കപ്പാസിറ്റൻസ് കുറയ്ക്കുന്നതിനും ഒറ്റപ്പെടൽ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനും സാധാരണയായി SiO₂ (ഓക്സൈഡ്) അല്ലെങ്കിൽ ഡയമണ്ട് (SOD-യിൽ).

അടിസ്ഥാന അടിവസ്ത്രം: മെക്കാനിക്കൽ പിന്തുണയ്ക്കായി സിലിക്കൺ അല്ലെങ്കിൽ പോളിക്രിസ്റ്റലിൻ SiC

SiCOI വേഫറിന്റെ ഗുണവിശേഷതകൾ

വൈദ്യുത ഗുണങ്ങൾ വൈഡ് ബാൻഡ്‌ഗാപ്പ് (4H-SiC-ക്ക് 3.2 eV): ഉയർന്ന ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ് പ്രാപ്തമാക്കുന്നു (>സിലിക്കണിനേക്കാൾ 10× കൂടുതലാണ്). ചോർച്ച പ്രവാഹങ്ങൾ കുറയ്ക്കുകയും പവർ ഉപകരണങ്ങളിലെ കാര്യക്ഷമത മെച്ചപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഉയർന്ന ഇലക്ട്രോൺ മൊബിലിറ്റി:~900 cm²/V·s (4H-SiC) vs. ~1,400 cm²/V·s (Si), എന്നാൽ മികച്ച ഹൈ-ഫീൽഡ് പ്രകടനം.

കുറഞ്ഞ പ്രതിരോധം:SiCOI-അധിഷ്ഠിത ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾ (ഉദാ. MOSFET-കൾ) കുറഞ്ഞ ചാലക നഷ്ടം കാണിക്കുന്നു.

മികച്ച ഇൻസുലേഷൻ:അടക്കം ചെയ്ത ഓക്സൈഡ് (SiO₂) അല്ലെങ്കിൽ വജ്ര പാളി പരാദ കപ്പാസിറ്റൻസും ക്രോസ്‌സ്റ്റോക്കും കുറയ്ക്കുന്നു.

താപ ഗുണങ്ങൾഉയർന്ന താപ ചാലകത:SiC (4H-SiC ന് ~490 W/m·K) vs. Si (~150 W/m·K). വജ്രം (ഇൻസുലേറ്ററായി ഉപയോഗിക്കുകയാണെങ്കിൽ) 2,000 W/m·K കവിയാൻ കഴിയും, ഇത് താപ വിസർജ്ജനം വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.

താപ സ്ഥിരത:>300°C (സിലിക്കണിന് ~150°C നെ അപേക്ഷിച്ച്) ൽ വിശ്വസനീയമായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു. പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സിലെ തണുപ്പിക്കൽ ആവശ്യകതകൾ കുറയ്ക്കുന്നു.

3. മെക്കാനിക്കൽ & കെമിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടികൾഅങ്ങേയറ്റത്തെ കാഠിന്യം (~9.5 Mohs): തേയ്മാനത്തെ പ്രതിരോധിക്കുന്നു, കഠിനമായ ചുറ്റുപാടുകളിൽ പോലും SiCOI ഈടുനിൽക്കുന്നു.

രാസ നിഷ്ക്രിയത്വം:അമ്ല/ക്ഷാര സാഹചര്യങ്ങളിൽ പോലും ഓക്സീകരണത്തെയും നാശത്തെയും പ്രതിരോധിക്കുന്നു.

കുറഞ്ഞ താപ വികാസം:മറ്റ് ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള വസ്തുക്കളുമായി (ഉദാ. GaN) നന്നായി യോജിക്കുന്നു.

4. ഘടനാപരമായ ഗുണങ്ങൾ (ബൾക്ക് SiC അല്ലെങ്കിൽ SOI എന്നിവയ്‌ക്കെതിരെ)

കുറഞ്ഞ അടിവസ്ത്ര നഷ്ടങ്ങൾ:ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളി അടിവസ്ത്രത്തിലേക്ക് കറന്റ് ചോർച്ച തടയുന്നു.

മെച്ചപ്പെട്ട RF പ്രകടനം:കുറഞ്ഞ പരാദ കപ്പാസിറ്റൻസ് വേഗത്തിലുള്ള സ്വിച്ചിംഗ് സാധ്യമാക്കുന്നു (5G/mmWave ഉപകരണങ്ങൾക്ക് ഉപയോഗപ്രദമാണ്).

ഫ്ലെക്സിബിൾ ഡിസൈൻ:നേർത്ത SiC മുകളിലെ പാളി ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത ഉപകരണ സ്കെയിലിംഗ് അനുവദിക്കുന്നു (ഉദാഹരണത്തിന്, ട്രാൻസിസ്റ്ററുകളിലെ അൾട്രാ-നേർത്ത ചാനലുകൾ).

SOI & ബൾക്ക് SiC എന്നിവയുമായുള്ള താരതമ്യം

പ്രോപ്പർട്ടി	സി.സി.ഒ.ഐ.	SOI (Si/SiO₂/Si)	ബൾക്ക് SiC
ബാൻഡ്‌ഗ്യാപ്പ്	3.2 eV (SiC)	1.1 eV (Si)	3.2 eV (SiC)
താപ ചാലകത	ഉയർന്നത് (SiC + വജ്രം)	കുറവ് (SiO₂ താപപ്രവാഹത്തെ പരിമിതപ്പെടുത്തുന്നു)	ഉയർന്നത് (SiC മാത്രം)
ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ്	വളരെ ഉയർന്നത്	മിതമായ	വളരെ ഉയർന്നത്
ചെലവ്	ഉയർന്നത്	താഴെ	ഏറ്റവും ഉയർന്നത് (ശുദ്ധമായ SiC)

SiCOI വേഫറിന്റെ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾ

പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്
MOSFET-കൾ, ഷോട്ട്കി ഡയോഡുകൾ, പവർ സ്വിച്ചുകൾ തുടങ്ങിയ ഉയർന്ന വോൾട്ടേജ്, ഉയർന്ന പവർ സെമികണ്ടക്ടർ ഉപകരണങ്ങളിൽ SiCOI വേഫറുകൾ വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്നു. SiC-യുടെ വൈഡ് ബാൻഡ്‌ഗ്യാപ്പും ഉയർന്ന ബ്രേക്ക്ഡൌൺ വോൾട്ടേജും കുറഞ്ഞ നഷ്ടങ്ങളും മെച്ചപ്പെട്ട താപ പ്രകടനവും ഉപയോഗിച്ച് കാര്യക്ഷമമായ പവർ കൺവേർഷൻ പ്രാപ്തമാക്കുന്നു.

റേഡിയോ ഫ്രീക്വൻസി (RF) ഉപകരണങ്ങൾ
SiCOI വേഫറുകളിലെ ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളി പരാദ കപ്പാസിറ്റൻസ് കുറയ്ക്കുന്നു, ഇത് ടെലികമ്മ്യൂണിക്കേഷൻ, റഡാർ, 5G സാങ്കേതികവിദ്യകളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉയർന്ന ഫ്രീക്വൻസി ട്രാൻസിസ്റ്ററുകൾക്കും ആംപ്ലിഫയറുകൾക്കും അനുയോജ്യമാക്കുന്നു.

മൈക്രോഇലക്ട്രോമെക്കാനിക്കൽ സിസ്റ്റംസ് (MEMS)
SiC യുടെ രാസ നിഷ്ക്രിയത്വവും മെക്കാനിക്കൽ ശക്തിയും കാരണം കഠിനമായ അന്തരീക്ഷത്തിൽ വിശ്വസനീയമായി പ്രവർത്തിക്കുന്ന MEMS സെൻസറുകളും ആക്യുവേറ്ററുകളും നിർമ്മിക്കുന്നതിനുള്ള ശക്തമായ ഒരു പ്ലാറ്റ്‌ഫോം SiCOI വേഫറുകൾ നൽകുന്നു.

ഉയർന്ന താപനിലയുള്ള ഇലക്ട്രോണിക്സ്
ഉയർന്ന താപനിലയിൽ പ്രകടനവും വിശ്വാസ്യതയും നിലനിർത്തുന്ന ഇലക്ട്രോണിക്സിനെ SiCOI പ്രാപ്തമാക്കുന്നു, ഇത് പരമ്പരാഗത സിലിക്കൺ ഉപകരണങ്ങൾ പരാജയപ്പെടുന്ന ഓട്ടോമോട്ടീവ്, എയ്‌റോസ്‌പേസ്, വ്യാവസായിക ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഗുണം ചെയ്യും.

ഫോട്ടോണിക്, ഒപ്റ്റോ ഇലക്ട്രോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ
SiC യുടെ ഒപ്റ്റിക്കൽ ഗുണങ്ങളുടെയും ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളിയുടെയും സംയോജനം മെച്ചപ്പെട്ട താപ മാനേജ്മെന്റിനൊപ്പം ഫോട്ടോണിക് സർക്യൂട്ടുകളുടെ സംയോജനത്തെ സുഗമമാക്കുന്നു.

റേഡിയേഷൻ-ഹാർഡൻഡ് ഇലക്ട്രോണിക്സ്
SiC യുടെ അന്തർലീനമായ റേഡിയേഷൻ സഹിഷ്ണുത കാരണം, ഉയർന്ന റേഡിയേഷൻ പരിതസ്ഥിതികളെ ചെറുക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ ആവശ്യമുള്ള ബഹിരാകാശ, ന്യൂക്ലിയർ ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് SiCOI വേഫറുകൾ അനുയോജ്യമാണ്.

SiCOI വേഫറിന്റെ ചോദ്യോത്തരങ്ങൾ

ചോദ്യം 1: എന്താണ് ഒരു SiCOI വേഫർ?

A: SiCOI എന്നാൽ സിലിക്കൺ കാർബൈഡ്-ഓൺ-ഇൻസുലേറ്റർ എന്നാണ് അർത്ഥമാക്കുന്നത്. ഇത് ഒരു സെമികണ്ടക്ടർ വേഫർ ഘടനയാണ്, അവിടെ സിലിക്കൺ കാർബൈഡിന്റെ (SiC) ഒരു നേർത്ത പാളി ഒരു ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളിയിൽ (സാധാരണയായി സിലിക്കൺ ഡൈ ഓക്സൈഡ്, SiO₂) ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു, ഇത് ഒരു സിലിക്കൺ സബ്‌സ്‌ട്രേറ്റിന്റെ പിന്തുണയോടെയാണ് പ്രവർത്തിക്കുന്നത്. ഈ ഘടന SiC യുടെ മികച്ച ഗുണങ്ങളെ ഇൻസുലേറ്ററിൽ നിന്നുള്ള വൈദ്യുത ഒറ്റപ്പെടലുമായി സംയോജിപ്പിക്കുന്നു.

ചോദ്യം 2: SiCOI വേഫറുകളുടെ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?

A: ഉയർന്ന ബ്രേക്ക്ഡൗൺ വോൾട്ടേജ്, വിശാലമായ ബാൻഡ്‌ഗ്യാപ്പ്, മികച്ച താപ ചാലകത, മികച്ച മെക്കാനിക്കൽ കാഠിന്യം, ഇൻസുലേറ്റിംഗ് പാളി കാരണം കുറഞ്ഞ പരാദ കപ്പാസിറ്റൻസ് എന്നിവയാണ് പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ. ഇത് മെച്ചപ്പെട്ട ഉപകരണ പ്രകടനം, കാര്യക്ഷമത, വിശ്വാസ്യത എന്നിവയിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.

Q3: SiCOI വേഫറുകളുടെ സാധാരണ പ്രയോഗങ്ങൾ എന്തൊക്കെയാണ്?

A: പവർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ഹൈ-ഫ്രീക്വൻസി RF ഉപകരണങ്ങൾ, MEMS സെൻസറുകൾ, ഹൈ-ടെമ്പറേച്ചർ ഇലക്ട്രോണിക്സ്, ഫോട്ടോണിക് ഉപകരണങ്ങൾ, റേഡിയേഷൻ-ഹാർഡൻ ചെയ്ത ഇലക്ട്രോണിക്സ് എന്നിവയിൽ അവ ഉപയോഗിക്കുന്നു.