SICOI (လျှပ်ကာပေါ်တွင် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်) ဝေဖာများ ဆီလီကွန်ပေါ်တွင် SiC ဖလင်

SICOI (Silicon Carbide on Insulator) Wafers SiC Film ON Silicon Featured Image

အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြချက်:

Silicon Carbide on Insulator (SICOI) wafers များသည် silicon carbide (SiC) ၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာနှင့် အီလက်ထရွန်းနစ်ဂုဏ်သတ္တိများကို silicon dioxide (SiO₂) သို့မဟုတ် silicon nitride (Si₃N₄) ကဲ့သို့သော insulator buffer layer ၏ ထူးချွန်သော လျှပ်စစ်အထီးကျန်မှု ဝိသေသလက္ခဏာများနှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော နောက်မျိုးဆက် semiconductor substrates များဖြစ်သည်။ ပုံမှန် SICOI wafer တွင် ပါးလွှာသော epitaxial SiC layer၊ အလယ်အလတ် insulator film နှင့် silicon သို့မဟုတ် SiC ဖြစ်နိုင်သည့် supporting base substrate တို့ပါဝင်သည်။

ကျွန်ုပ်တို့ထံ အီးမေးလ်ပို့ပါ

အင်္ဂါရပ်များ

အသေးစိတ်ပုံကြမ်း

Silicon Carbide on Insulator (SICOI) wafers များကို မိတ်ဆက်ခြင်း

ဤပေါင်းစပ်ဖွဲ့စည်းပုံကို မြင့်မားသောပါဝါ၊ မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းနှင့် မြင့်မားသောအပူချိန်ရှိသော အီလက်ထရွန်းနစ်ကိရိယာများ၏ တင်းကျပ်သောလိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီစေရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ လျှပ်ကာအလွှာတစ်ခုထည့်သွင်းခြင်းဖြင့် SICOI ဝေဖာများသည် ကပ်ပါးကောင် capacitance ကို လျှော့ချပေးပြီး ယိုစိမ့်မှုလျှပ်စီးကြောင်းကို နှိမ်နင်းပေးသောကြောင့် လည်ပတ်မှုကြိမ်နှုန်းမြင့်မားခြင်း၊ ပိုမိုကောင်းမွန်သောစွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ပိုမိုကောင်းမွန်သော အပူချိန်စီမံခန့်ခွဲမှုတို့ကို သေချာစေသည်။ ဤအကျိုးကျေးဇူးများသည် လျှပ်စစ်ယာဉ်များ၊ 5G ဆက်သွယ်ရေးအခြေခံအဆောက်အအုံ၊ အာကာသစနစ်များ၊ အဆင့်မြင့် RF အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများနှင့် MEMS အာရုံခံနည်းပညာများကဲ့သို့သော ကဏ္ဍများတွင် ၎င်းတို့ကို အလွန်တန်ဖိုးရှိစေသည်။

SICOI ဝေဖာများ ထုတ်လုပ်မှုနိယာမ

SICOI (Silicon Carbide on Insulator) ဝေဖာများကို အဆင့်မြင့်နည်းပညာဖြင့် ထုတ်လုပ်ထားသည်။wafer ချည်နှောင်ခြင်းနှင့် ပါးလွှာစေခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်:

SiC အလွှာကြီးထွားမှု– အရည်အသွေးမြင့် single-crystal SiC wafer (4H/6H) ကို donor ပစ္စည်းအဖြစ် ပြင်ဆင်ထားသည်။
လျှပ်ကာအလွှာ စုပုံခြင်း– သယ်ဆောင်သည့်ဝေဖာ (Si သို့မဟုတ် SiC) ပေါ်တွင် လျှပ်ကာအလွှာ (SiO₂ သို့မဟုတ် Si₃N₄) ဖွဲ့စည်းသည်။
ဝေဖာ ချည်နှောင်ခြင်း– SiC wafer နှင့် carrier wafer တို့ကို အပူချိန်မြင့် သို့မဟုတ် plasma အကူအညီဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားသည်။
ပါးလွှာစေခြင်း နှင့် ඔප දැමී ...– SiC donor wafer ကို မိုက်ခရိုမီတာအနည်းငယ်အထိ ပါးလွှာစေပြီး အက်တမ်ဖြင့် ချောမွေ့သော မျက်နှာပြင်ရရှိစေရန် ඔප දැමීම ပြုလုပ်ပါသည်။
နောက်ဆုံးစစ်ဆေးခြင်း– ပြီးစီးသွားသော SICOI wafer ကို အထူတူညီမှု၊ မျက်နှာပြင်ကြမ်းတမ်းမှုနှင့် insulation စွမ်းဆောင်ရည်တို့အတွက် စမ်းသပ်ထားသည်။

ဤလုပ်ငန်းစဉ်မှတစ်ဆင့်၊ပါးလွှာသော တက်ကြွ SiC အလွှာအလွန်ကောင်းမွန်သော လျှပ်စစ်နှင့် အပူဂုဏ်သတ္တိများရှိသော ၎င်းကို အပူလျှပ်ကာအလွှာနှင့် အထောက်အပံ့အလွှာနှင့် ပေါင်းစပ်ထားပြီး နောက်မျိုးဆက် ပါဝါနှင့် RF စက်ပစ္စည်းများအတွက် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ပလက်ဖောင်းတစ်ခုကို ဖန်တီးပေးသည်။

SICOI ဝေဖာများ၏ အဓိကအားသာချက်များ

အင်္ဂါရပ် အမျိုးအစား	နည်းပညာဆိုင်ရာ ဝိသေသလက္ခဏာများ	အဓိက အကျိုးကျေးဇူးများ
ပစ္စည်းဖွဲ့စည်းပုံ	4H/6H-SiC တက်ကြွသောအလွှာ + လျှပ်ကာအလွှာ (SiO₂/Si₃N₄) + Si သို့မဟုတ် SiC သယ်ဆောင်ကိရိယာ	ခိုင်မာသော လျှပ်စစ်အထီးကျန်မှုကို ရရှိစေပြီး ကပ်ပါးကောင်ဝင်ရောက်စွက်ဖက်မှုကို လျှော့ချပေးသည်
လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများ	ပြိုကွဲနိုင်စွမ်းမြင့်မားခြင်း (>3 MV/cm)၊ dielectric ဆုံးရှုံးမှုနည်းပါးခြင်း	မြင့်မားသောဗို့အားနှင့် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းလည်ပတ်မှုအတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ထားသည်
အပူဂုဏ်သတ္တိများ	အပူစီးကူးနိုင်စွမ်း 4.9 W/cm·K အထိရှိပြီး 500°C အထက်တွင် တည်ငြိမ်သည်	ထိရောက်သော အပူပျံ့နှံ့မှု၊ ပြင်းထန်သော အပူဝန်များအောက်တွင် အလွန်ကောင်းမွန်သော စွမ်းဆောင်ရည်
စက်မှုဂုဏ်သတ္တိများ	အလွန်အမင်း မာကျောမှု (Mohs 9.5)၊ အပူချဲ့ထွင်မှု ကိန်းဂဏန်း နည်းပါးခြင်း	ဖိစီးမှုကို ခံနိုင်ရည်ရှိပြီး စက်ပစ္စည်း၏ သက်တမ်းကို မြှင့်တင်ပေးသည်
မျက်နှာပြင် အရည်အသွေး	အလွန်ချောမွေ့သော မျက်နှာပြင် (Ra <0.2 nm)	ချို့ယွင်းချက်ကင်းသော epitaxy နှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရသော device ထုတ်လုပ်မှုကို မြှင့်တင်ပေးသည်
အပူလျှပ်ကာ	ခုခံမှု >10¹⁴ Ω·cm၊ လျှပ်စီးကြောင်းယိုစိမ့်မှုနည်းသည်	RF နှင့် ဗို့အားမြင့် အထီးကျန်မှု အသုံးချမှုများတွင် ယုံကြည်စိတ်ချရသော လည်ပတ်မှု
အရွယ်အစားနှင့် စိတ်ကြိုက်ပြင်ဆင်ခြင်း	၄ လက်မ၊ ၆ လက်မ နှင့် ၈ လက်မ ဖော်မတ်များဖြင့် ရရှိနိုင်ပါသည်။ SiC အထူ 1–100 μm၊ လျှပ်ကာ 0.1–10 μm	ကွဲပြားသော အသုံးချမှု လိုအပ်ချက်များအတွက် ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ရှိသော ဒီဇိုင်း

အဓိကအသုံးချနယ်ပယ်များ

အသုံးချကဏ္ဍ	ပုံမှန်အသုံးပြုမှုကိစ္စရပ်များ	စွမ်းဆောင်ရည် အားသာချက်များ
ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်	EV အင်ဗာတာများ၊ အားသွင်းစခန်းများ၊ စက်မှုလုပ်ငန်းသုံး စွမ်းအင်ကိရိယာများ	ပြိုကွဲမှုဗို့အားမြင့်မားခြင်း၊ switching loss လျော့နည်းခြင်း
RF နှင့် 5G	အခြေစိုက်စခန်း ပါဝါချဲ့စက်များ၊ မီလီမီတာလှိုင်း အစိတ်အပိုင်းများ	ကပ်ပါးကောင်နည်းပါးပြီး GHz-range လုပ်ဆောင်ချက်များကို ပံ့ပိုးပေးသည်
MEMS အာရုံခံကိရိယာများ	ကြမ်းတမ်းသောပတ်ဝန်းကျင်ဖိအားအာရုံခံကိရိယာများ၊ လမ်းကြောင်းပြအဆင့် MEMS	မြင့်မားသော အပူချိန်တည်ငြိမ်မှု၊ ရောင်ခြည်ဒဏ်ခံနိုင်ရည်ရှိမှု
အာကာသနှင့် ကာကွယ်ရေး	ဂြိုလ်တုဆက်သွယ်ရေး၊ လေယာဉ်ပျံစွမ်းအင်မော်ဂျူးများ	အပူချိန်လွန်ကဲခြင်းနှင့် ရောင်ခြည်ထိတွေ့မှုတွင် ယုံကြည်စိတ်ချရမှု
စမတ်ဂရစ်	HVDC ကွန်ဗာတာများ၊ solid-state ဆားကစ်ဖြတ်တောက်စက်များ	မြင့်မားသော insulation သည် လျှပ်စစ်ဓာတ်အားဆုံးရှုံးမှုကို လျှော့ချပေးသည်
အလင်းလျှပ်စစ်	UV LED များ၊ လေဆာ အောက်ခံများ	မြင့်မားသော ပုံဆောင်ခဲအရည်အသွေးသည် ထိရောက်သော အလင်းထုတ်လွှတ်မှုကို ပံ့ပိုးပေးသည်

4H-SiCOI ထုတ်လုပ်ခြင်း

4H-SiCOI ဝေဖာများ ထုတ်လုပ်ခြင်းကို အောက်ပါတို့မှတစ်ဆင့် ရရှိသည်-wafer ချည်နှောင်ခြင်းနှင့် ပါးလွှာခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်များအရည်အသွေးမြင့် insulator interfaces များနှင့် အပြစ်အနာအဆာကင်းသော SiC active layers များကို ဖြစ်စေသည်။

a4H-SiCOI ပစ္စည်းပလက်ဖောင်း ထုတ်လုပ်ပုံကြမ်း။
b: ချိတ်ဆက်ခြင်းနှင့် ပါးလွှာစေခြင်းကို အသုံးပြုထားသော ၄ လက်မ 4H-SiCOI ဝေဖာ၏ ပုံ၊ ချို့ယွင်းချက်ဇုန်များကို အမှတ်အသားပြုထားသည်။
c4H-SiCOI အလွှာ၏ အထူတူညီမှုလက္ခဏာ။
d4H-SiCOI ဒိုင်း၏ အလင်းပြန်ပုံရိပ်။
eSiC မိုက်ခရိုဒစ်စ် ပဲ့တင်ထပ်စက် ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် လုပ်ငန်းစဉ်စီးဆင်းမှု။
fပြီးစီးသွားသော မိုက်ခရိုဒစ် ပဲ့တင်ထပ်ကိရိယာ၏ SEM။
g: resonator ဘေးနံရံကိုပြသသည့် ချဲ့ထားသော SEM၊ AFM ထည့်သွင်းမှုသည် နာနိုစကေးမျက်နှာပြင်ချောမွေ့မှုကို သရုပ်ဖော်သည်။
h: အပေါ်မျက်နှာပြင်ကို parabolic ပုံသဏ္ဍာန်ဖြင့် သရုပ်ဖော်သည့် cross-sectional SEM။

SICOI ဝေဖာများအကြောင်း မကြာခဏမေးလေ့ရှိသောမေးခွန်းများ

မေးခွန်း ၁: SICOI ဝေဖာများသည် ရိုးရာ SiC ဝေဖာများထက် မည်သည့်အားသာချက်များရှိသနည်း။
A1: စံ SiC အောက်ခံများနှင့်မတူဘဲ၊ SICOI ဝေဖာများတွင် ကပ်ပါးကောင် capacitance နှင့် leakage current များကို လျှော့ချပေးသည့် insulator အလွှာတစ်ခုပါဝင်ပြီး ပိုမိုမြင့်မားသော စွမ်းဆောင်ရည်၊ ပိုမိုကောင်းမွန်သော frequency response နှင့် သာလွန်ကောင်းမွန်သော thermal performance တို့ကို ရရှိစေပါသည်။

Q2: ဘယ်လို wafer အရွယ်အစားတွေကို ယေဘုယျအားဖြင့် ရရှိနိုင်ပါတယ်။
A2: SICOI ဝေဖာများကို ၄ လက်မ၊ ၆ လက်မ နှင့် ၈ လက်မ ဖော်မတ်များဖြင့် ထုတ်လုပ်လေ့ရှိပြီး စက်ပစ္စည်းလိုအပ်ချက်ပေါ် မူတည်၍ စိတ်ကြိုက် SiC နှင့် insulator အလွှာအထူ ရရှိနိုင်ပါသည်။

မေး- SICOI ဝေဖာများမှ အကျိုးအမြတ်အများဆုံးရရှိသည့် လုပ်ငန်းများမှာ မည်သည့်လုပ်ငန်းများဖြစ်သနည်း။
A3: အဓိကစက်မှုလုပ်ငန်းများတွင် လျှပ်စစ်ယာဉ်များအတွက် ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ၊ 5G ကွန်ရက်များအတွက် RF အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ၊ အာကာသအာရုံခံကိရိယာများအတွက် MEMS နှင့် UV LED များကဲ့သို့သော optoelectronics များ ပါဝင်သည်။

Q4: လျှပ်ကာအလွှာက စက်ပစ္စည်းစွမ်းဆောင်ရည်ကို ဘယ်လိုတိုးတက်စေသလဲ။
A4: လျှပ်ကာဖလင် (SiO₂ သို့မဟုတ် Si₃N₄) သည် လျှပ်စီးကြောင်းယိုစိမ့်မှုကို ကာကွယ်ပေးပြီး လျှပ်စစ်ဖြတ်ကူးမှုကို လျော့ကျစေသောကြောင့် ဗို့အားခံနိုင်ရည်မြင့်မားခြင်း၊ ပိုမိုထိရောက်သော switching နှင့် အပူဆုံးရှုံးမှုကို လျော့နည်းစေပါသည်။

မေးခွန်း ၅: SICOI ဝေဖာများသည် အပူချိန်မြင့်အသုံးချမှုများအတွက် သင့်လျော်ပါသလား။
A5: ဟုတ်ကဲ့၊ မြင့်မားသော အပူစီးကူးနိုင်စွမ်းနှင့် 500°C အထက် ခံနိုင်ရည်ရှိသောကြောင့် SICOI ဝေဖာများကို အလွန်အမင်းပူပြင်းသောအခြေအနေနှင့် ကြမ်းတမ်းသောပတ်ဝန်းကျင်တွင် ယုံကြည်စိတ်ချစွာလုပ်ဆောင်နိုင်ရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားပါသည်။

မေးခွန်း ၆: SICOI ဝေဖာများကို စိတ်ကြိုက်ပြင်ဆင်နိုင်ပါသလား။
A6: လုံးဝပါပဲ။ ထုတ်လုပ်သူများသည် မတူညီသော သုတေသနနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ လိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန်အတွက် သတ်မှတ်ထားသော အထူ၊ ဓာတုပစ္စည်းပါဝင်မှုအဆင့်နှင့် အောက်ခံပေါင်းစပ်မှုများအတွက် စိတ်ကြိုက်ဒီဇိုင်းများကို ပေးဆောင်ပါသည်။

ယခင်: SiC အတွက် စိန်ဝါယာကြိုးဖြတ်တောက်စက် | နီလာ | ကွာ့ဇ် | ဖန်

နောက်တစ်ခု: SiC Sapphire အလွန်မာကျောသော ကြွပ်ဆတ်သောပစ္စည်းများအတွက် ဝါယာကြိုးများစွာပါသော စိန်လွှစက်