SiCOI ဝေဖာ ၄ လက်မ ၆ လက်မ HPSI SiC SiO2 Si အောက်ဆိုဒ်ဖွဲ့စည်းပုံ

SiCOI wafer ၄ လက်မ ၆ လက်မ HPSI SiC SiO2 Si subatrate ဖွဲ့စည်းပုံ Featured Image

အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြချက်:

ဤစာတမ်းသည် Silicon Carbide-on-Insulator (SiCOI) wafers များ၏ အသေးစိတ်ခြုံငုံသုံးသပ်ချက်ကို တင်ပြထားပြီး၊ အထူးသဖြင့် silicon (Si) substrates ပေါ်ရှိ silicon dioxide (SiO₂) insulating layers များနှင့် ချိတ်ဆက်ထားသော high-purity semi-insulating (HPSI) silicon carbide (SiC) layers များပါရှိသော ၄ လက်မနှင့် ၆ လက်မ substrates များကို အဓိကထားဖော်ပြထားပါသည်။ SiCOI ဖွဲ့စည်းပုံသည် SiC ၏ ထူးခြားသော လျှပ်စစ်၊ အပူနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများကို oxide layer ၏ လျှပ်စစ်အထီးကျန်မှု အကျိုးကျေးဇူးများနှင့် silicon substrate ၏ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ အထောက်အပံ့တို့နှင့် ပေါင်းစပ်ထားသည်။ HPSI SiC ကိုအသုံးပြုခြင်းသည် substrate conduction ကို လျှော့ချခြင်းနှင့် parasitic loss များကို လျှော့ချခြင်းဖြင့် device ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးပြီး ဤ wafers များကို မြင့်မားသောပါဝါ၊ မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းနှင့် မြင့်မားသောအပူချိန် semiconductor applications များအတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်စေသည်။ ထုတ်လုပ်ခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်၊ ပစ္စည်းဝိသေသလက္ခဏာများနှင့် ဤ multilayer configuration ၏ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ အားသာချက်များကို ဆွေးနွေးထားပြီး၊ နောက်မျိုးဆက် power electronics နှင့် microelectromechanical systems (MEMS) နှင့် ၎င်း၏သက်ဆိုင်မှုကို အလေးပေးဖော်ပြထားသည်။ ဤလေ့လာမှုသည် ၄ လက်မနှင့် ၆ လက်မ SiCOI wafers များ၏ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အလားအလာရှိသော applications များကိုလည်း နှိုင်းယှဉ်ထားပြီး၊ အဆင့်မြင့် semiconductor devices များအတွက် scalability နှင့် integration prospects များကို မီးမောင်းထိုးပြထားသည်။

ကျွန်ုပ်တို့ထံ အီးမေးလ်ပို့ပါ

အင်္ဂါရပ်များ

SiCOI ဝေဖာ၏ဖွဲ့စည်းပုံ

HPB (High-Performance Bonding) BIC (Bonded Integrated Circuit) နှင့် SOD (Silicon-on-Diamond သို့မဟုတ် Silicon-on-Insulator-like နည်းပညာ) တို့ ပါဝင်ပါသည်။ ၎င်းတွင် အောက်ပါတို့ ပါဝင်သည်-

စွမ်းဆောင်ရည် တိုင်းတာမှုများ-

တိကျမှု၊ အမှားအမျိုးအစားများ (ဥပမာ "အမှားမရှိ"၊ "တန်ဖိုးအကွာအဝေး") နှင့် အထူတိုင်းတာမှုများ (ဥပမာ "တိုက်ရိုက်အလွှာအထူ/ကီလိုဂရမ်") ကဲ့သို့သော ကန့်သတ်ချက်များကို စာရင်းပြုစုထားသည်။

"ADDR/SYGBDT," "10/0," စသည်ဖြင့် ခေါင်းစဉ်များအောက်တွင် ဂဏန်းတန်ဖိုးများ (ဖြစ်နိုင်သည် စမ်းသပ်မှု သို့မဟုတ် လုပ်ငန်းစဉ် ကန့်သတ်ချက်များ) ပါရှိသော ဇယားတစ်ခု။

အလွှာအထူဒေတာ-

"L1 Thickness (A)" မှ "L270 Thickness (A)" အထိ (Ångströms ဖြင့် ဖြစ်နိုင်သည်၊ 1 Å = 0.1 nm) ဟု အညွှန်းတပ်ထားသော ကျယ်ပြန့်သော ထပ်ခါတလဲလဲ မှတ်တမ်းများ။

အဆင့်မြင့် semiconductor wafers များတွင် ပုံမှန်အားဖြင့် အလွှာတစ်ခုစီအတွက် တိကျသောအထူထိန်းချုပ်မှုပါရှိသော အလွှာများစွာပါသောဖွဲ့စည်းပုံကို အကြံပြုထားသည်။

SiCOI ဝေဖာဖွဲ့စည်းပုံ

SiCOI (Silicon Carbide on Insulator) သည် SOI (Silicon-on-Insulator) နှင့်ဆင်တူသော်လည်း မြင့်မားသောပါဝါ/မြင့်မားသောအပူချိန်အသုံးချမှုများအတွက် အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင်ပြုလုပ်ထားသော ဆီလီကွန်ကာဘိုက် (SiC) ကို လျှပ်ကာအလွှာနှင့် ပေါင်းစပ်ထားသော အထူးပြုလုပ်ထားသော wafer structure တစ်ခုဖြစ်သည်။ အဓိကအင်္ဂါရပ်များ-

အလွှာဖွဲ့စည်းမှု-

အပေါ်ဆုံးအလွှာ- အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားနိုင်မှု မြင့်မားပြီး အပူချိန်တည်ငြိမ်စေရန်အတွက် တစ်ခုတည်းသော ပုံဆောင်ခဲ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ဒ် (SiC)။

မြှုပ်နှံထားသောလျှပ်ကာ- ပုံမှန်အားဖြင့် SiO₂ (အောက်ဆိုဒ်) သို့မဟုတ် စိန် (SOD တွင်) ကို ကပ်ပါးကောင်စွမ်းရည်ကို လျှော့ချရန်နှင့် သီးခြားဖြစ်မှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေရန်အတွက် အသုံးပြုသည်။

အခြေခံအလွှာ- စက်ပိုင်းဆိုင်ရာထောက်ပံ့မှုအတွက် ဆီလီကွန် သို့မဟုတ် polycrystalline SiC

SiCOI ဝေဖာ၏ ဂုဏ်သတ္တိများ

လျှပ်စစ်ဂုဏ်သတ္တိများ Wide Bandgap (4H-SiC အတွက် 3.2 eV): မြင့်မားသော breakdown voltage (ဆီလီကွန်ထက် >10× ပိုများ) ကို ဖြစ်စေသည်။ ယိုစိမ့်မှု current ကို လျှော့ချပေးပြီး ပါဝါစက်ပစ္စည်းများတွင် စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးသည်။

အီလက်ထရွန် ရွေ့လျားနိုင်မှု မြင့်မားခြင်း-~900 cm²/V·s (4H-SiC) နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ~1,400 cm²/V·s (Si) ရှိသော်လည်း၊ ပိုမိုကောင်းမွန်သော မြင့်မားသော လယ်ကွင်းစွမ်းဆောင်ရည်။

ခုခံမှုနည်းခြင်း:SiCOI-အခြေခံ ထရန်စစ္စတာများ (ဥပမာ၊ MOSFETs) သည် လျှပ်ကူးမှုဆုံးရှုံးမှု နည်းပါးသည်။

အလွန်ကောင်းမွန်သော အပူလျှပ်ကာ:မြှုပ်နှံထားသောအောက်ဆိုဒ် (SiO₂) သို့မဟုတ် စိန်အလွှာသည် ကပ်ပါးကောင် capacitance နှင့် crosstalk ကို လျော့နည်းစေသည်။

အပူဂုဏ်သတ္တိများအပူစီးကူးမှု မြင့်မားခြင်း- SiC (4H-SiC အတွက် ~490 W/m·K) vs. Si (~150 W/m·K)။ စိန် (လျှပ်ကာအဖြစ် အသုံးပြုပါက) သည် 2,000 W/m·K ထက် ကျော်လွန်နိုင်ပြီး အပူပျံ့နှံ့မှုကို မြှင့်တင်ပေးပါသည်။

အပူတည်ငြိမ်မှု:>300°C (ဆီလီကွန်အတွက် ~150°C နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက) တွင် ယုံကြည်စိတ်ချစွာ လုပ်ဆောင်နိုင်သည်။ ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် အအေးပေးလိုအပ်ချက်များကို လျှော့ချပေးသည်။

၃။ စက်မှုနှင့် ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများအလွန်အမင်းမာကျောမှု (~9.5 Mohs): ပွတ်တိုက်မှုကို ခံနိုင်ရည်ရှိသောကြောင့် SiCOI သည် ကြမ်းတမ်းသောပတ်ဝန်းကျင်များအတွက် တာရှည်ခံသည်။

ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ ငြိမ်သက်မှု:အက်ဆစ်ဓာတ်/အယ်ကာလီ အခြေအနေများတွင်ပင် အောက်ဆီဒေးရှင်းနှင့် သံချေးတက်ခြင်းကို ခံနိုင်ရည်ရှိသည်။

အပူချဲ့ထွင်မှုနည်းခြင်း-အခြား အပူချိန်မြင့်ပစ္စည်းများ (ဥပမာ GaN) နှင့် ကောင်းစွာ ကိုက်ညီပါသည်။

၄။ ဖွဲ့စည်းပုံဆိုင်ရာ အားသာချက်များ (Bulk SiC သို့မဟုတ် SOI နှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါ)

အောက်ခံအလွှာဆုံးရှုံးမှုများ လျှော့ချခြင်း-လျှပ်ကာအလွှာသည် အောက်ခံအလွှာထဲသို့ လျှပ်စီးကြောင်းယိုစိမ့်မှုကို ကာကွယ်ပေးသည်။

RF စွမ်းဆောင်ရည် တိုးတက်လာခြင်း-ကပ်ပါးကောင် capacitance နိမ့်ခြင်းကြောင့် ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ ပြောင်းလဲနိုင်စေသည် (5G/mmWave စက်ပစ္စည်းများအတွက် အသုံးဝင်သည်)။

ပြောင်းလွယ်ပြင်လွယ်ဒီဇိုင်းSiC အပေါ်ဆုံးအလွှာပါးသည် device scaling (ဥပမာ၊ transistors ရှိ အလွန်ပါးလွှာသော channels) ကို အကောင်းဆုံးဖြစ်အောင် ပြုလုပ်နိုင်စေပါသည်။

SOI နှင့် Bulk SiC နှင့် နှိုင်းယှဉ်ချက်

အိမ်ခြံမြေ	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	အစုလိုက် SiC
ဘန်ဒ်ဂap	၃.၂ eV (SiC)	၁.၁ eV (Si)	၃.၂ eV (SiC)
အပူစီးကူးနိုင်စွမ်း	မြင့်မားသော (SiC + စိန်)	နိမ့် (SiO₂ အပူစီးဆင်းမှုကို ကန့်သတ်ထားသည်)	မြင့်မားသော (SiC သာ)
ပြိုကွဲနေသော ဗို့အား	အလွန်မြင့်မားသည်	အလယ်အလတ်	အလွန်မြင့်မားသည်
ကုန်ကျစရိတ်	ပိုမိုမြင့်မားသော	အောက်ပိုင်း	အမြင့်ဆုံး (သန့်စင်သော SiC)

SiCOI wafer ရဲ့ application တွေ

ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်
SiCOI ဝေဖာများကို MOSFETs၊ Schottky diodes နှင့် power switches ကဲ့သို့သော မြင့်မားသောဗို့အားနှင့် မြင့်မားသောပါဝါ semiconductor devices များတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြသည်။ SiC ၏ ကျယ်ပြန့်သော bandgap နှင့် မြင့်မားသော breakdown voltage သည် ဆုံးရှုံးမှုများကို လျှော့ချပေးပြီး အပူချိန်စွမ်းဆောင်ရည်ကို မြှင့်တင်ပေးခြင်းဖြင့် ထိရောက်သော ပါဝါပြောင်းလဲခြင်းကို ဖြစ်စေသည်။

ရေဒီယိုလှိုင်း (RF) ကိရိယာများ
SiCOI ဝေဖာများရှိ လျှပ်ကာအလွှာသည် ကပ်ပါးကောင် capacitance ကို လျော့ကျစေပြီး ဆက်သွယ်ရေး၊ ရေဒါနှင့် 5G နည်းပညာများတွင် အသုံးပြုသည့် မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်းရှိသော ထရန်စစ္စတာများနှင့် amplifier များအတွက် သင့်လျော်စေသည်။

မိုက်ခရိုလျှပ်စစ်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာစနစ်များ (MEMS)
SiCOI ဝေဖာများသည် SiC ၏ ဓာတုဗေဒဆိုင်ရာ တည်ငြိမ်မှုနှင့် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ခိုင်ခံ့မှုကြောင့် ကြမ်းတမ်းသောပတ်ဝန်းကျင်များတွင် ယုံကြည်စိတ်ချစွာလည်ပတ်သည့် MEMS အာရုံခံကိရိယာများနှင့် actuator များ ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် ခိုင်မာသောပလက်ဖောင်းတစ်ခုကို ပံ့ပိုးပေးပါသည်။

အပူချိန်မြင့် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ
SiCOI သည် မြင့်မားသောအပူချိန်များတွင် စွမ်းဆောင်ရည်နှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို ထိန်းသိမ်းပေးသည့် အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများကို ဖြစ်စေပြီး ရိုးရာဆီလီကွန်ကိရိယာများ ချို့ယွင်းသည့် မော်တော်ကား၊ အာကာသနှင့် စက်မှုလုပ်ငန်းဆိုင်ရာ အသုံးချမှုများကို အကျိုးပြုပါသည်။

ဖိုတွန်နစ်နှင့် အော့ပတိုအီလက်ထရွန်းနစ် ကိရိယာများ
SiC ၏ အလင်းဆိုင်ရာ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် လျှပ်ကာအလွှာ ပေါင်းစပ်မှုသည် မြှင့်တင်ထားသော အပူစီမံခန့်ခွဲမှုဖြင့် ဖိုတွန်နစ်ဆားကစ်များ ပေါင်းစပ်မှုကို လွယ်ကူချောမွေ့စေသည်။

ရောင်ခြည်ဖြင့် မာကျောစေသော အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ
SiC ၏ မွေးရာပါ ရောင်ခြည်ဒဏ်ခံနိုင်ရည်ရှိမှုကြောင့် SiCOI ဝေဖာများသည် မြင့်မားသောရောင်ခြည်ပတ်ဝန်းကျင်ကို ခံနိုင်ရည်ရှိသော စက်ပစ္စည်းများလိုအပ်သည့် အာကာသနှင့် နျူကလီးယားအသုံးချမှုများအတွက် အသင့်တော်ဆုံးဖြစ်သည်။

SiCOI ဝေဖာ၏ မေးခွန်းများနှင့် အဖြေများ

မေးခွန်း ၁: SiCOI wafer ဆိုတာ ဘာလဲ။

A: SiCOI ဆိုသည်မှာ Silicon Carbide-on-Insulator ကို ကိုယ်စားပြုသည်။ ၎င်းသည် silicon carbide (SiC) ၏ အလွှာပါးတစ်ခုကို insulator အလွှာ (များသောအားဖြင့် silicon dioxide, SiO₂) ပေါ်တွင် ချိတ်ဆက်ထားသော semiconductor wafer structure တစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤဖွဲ့စည်းပုံသည် SiC ၏ အလွန်ကောင်းမွန်သော ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် insulator မှ လျှပ်စစ်အထီးကျန်မှုကို ပေါင်းစပ်ထားသည်။

Q2: SiCOI ဝေဖာတွေရဲ့ အဓိက အားသာချက်တွေက ဘာတွေလဲ။

A: အဓိကအားသာချက်များမှာ မြင့်မားသော breakdown voltage၊ ကျယ်ပြန့်သော bandgap၊ အလွန်ကောင်းမွန်သော thermal conductivity၊ သာလွန်ကောင်းမွန်သော mechanical hardness နှင့် insulating layer ကြောင့် parasitic capacitance လျော့နည်းခြင်းတို့ဖြစ်သည်။ ၎င်းသည် device ၏ စွမ်းဆောင်ရည်၊ ထိရောက်မှုနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို ပိုမိုကောင်းမွန်စေသည်။

Q3: SiCOI ဝေဖာများ၏ ပုံမှန်အသုံးချမှုများကား အဘယ်နည်း။

A: ၎င်းတို့ကို ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ၊ မြင့်မားသောကြိမ်နှုန်း RF ကိရိယာများ၊ MEMS အာရုံခံကိရိယာများ၊ မြင့်မားသောအပူချိန်အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများ၊ ဖိုတွန်ကိရိယာများနှင့် ရောင်ခြည်ဖြင့်ပြုပြင်ထားသော အီလက်ထရွန်းနစ်ပစ္စည်းများတွင် အသုံးပြုကြသည်။