SICOI (карбід кремнію на ізоляторі) пластини плівка SiC на кремнії

Короткий опис:

Пластини карбіду кремнію на ізоляторі (SICOI) – це напівпровідникові підкладки нового покоління, які поєднують чудові фізичні та електронні властивості карбіду кремнію (SiC) з видатними характеристиками електроізоляції ізолюючого буферного шару, такого як діоксид кремнію (SiO₂) або нітрид кремнію (Si₃N₄). Типова пластина SICOI складається з тонкого епітаксіального шару SiC, проміжної ізоляційної плівки та опорної основи, яка може бути кремнієм або SiC.

Надіслати нам електронного листа

Особливості

Детальна діаграма

Впровадження карбіду кремнію на ізоляторні пластини (SICOI)

Ця гібридна структура розроблена для задоволення суворих вимог до високопотужних, високочастотних та високотемпературних електронних пристроїв. Завдяки вбудовуванню ізоляційного шару, пластини SICOI мінімізують паразитну ємність та пригнічують струми витоку, тим самим забезпечуючи вищі робочі частоти, кращу ефективність та покращене керування температурою. Ці переваги роблять їх дуже цінними в таких секторах, як електромобілі, телекомунікаційна інфраструктура 5G, аерокосмічні системи, передова радіочастотна електроніка та технології датчиків MEMS.

Принцип виробництва пластин SICOI

Пластини SICOI (карбід кремнію на ізоляторі) виготовляються за допомогою передової технологіїпроцес склеювання та витончення пластин:

Зростання SiC-субстрату– Як донорний матеріал готується високоякісна монокристалічна пластина SiC (4H/6H).
Нанесення ізоляційного шару– На пластині-носії (Si або SiC) утворюється ізолююча плівка (SiO₂ або Si₃N₄).
Склеювання пластин– Пластина SiC та пластина-носій з'єднуються разом під дією високої температури або плазми.
Розведення та полірування– Донорну пластину SiC стоншують до кількох мікрометрів і полірують для досягнення атомарно гладкої поверхні.
Заключна перевірка– Готову пластину SICOI перевіряють на однорідність товщини, шорсткість поверхні та ізоляційні характеристики.

Завдяки цьому процесу, aтонкий активний шар SiCз чудовими електричними та тепловими властивостями поєднується з ізоляційною плівкою та опорною підкладкою, створюючи високопродуктивну платформу для силових та радіочастотних пристроїв наступного покоління.

Основні переваги пластин SICOI

Категорія функції	Технічні характеристики	Основні переваги
Структура матеріалу	Активний шар 4H/6H-SiC + ізолююча плівка (SiO₂/Si₃N₄) + носій Si або SiC	Забезпечує міцну електричну ізоляцію, зменшує паразитні перешкоди
Електричні властивості	Висока пробивна міцність (>3 МВ/см), низькі діелектричні втрати	Оптимізовано для роботи при високій напрузі та високій частоті
Теплові властивості	Теплопровідність до 4,9 Вт/см·K, стабільна вище 500°C	Ефективне розсіювання тепла, чудова продуктивність за умов високих теплових навантажень
Механічні властивості	Надзвичайна твердість (за Моосом 9,5), низький коефіцієнт теплового розширення	Стійкість до навантажень, що збільшує термін служби пристрою
Якість поверхні	Ультрагладка поверхня (Ra <0,2 нм)	Сприяє бездефектній епітаксії та надійному виготовленню пристроїв
Ізоляція	Питомий опір >10¹⁴ Ом·см, низький струм витоку	Надійна робота в радіочастотних та високовольтних ізоляційних системах
Розмір та налаштування	Доступні у форматах 4, 6 та 8 дюймів; товщина SiC 1–100 мкм; ізоляція 0,1–10 мкм	Гнучкий дизайн для різних вимог застосування

Основні області застосування

Сектор застосування	Типові випадки використання	Переваги продуктивності
Силова електроніка	Інвертори для електромобілів, зарядні станції, промислові енергетичні пристрої	Висока пробивна напруга, зменшені втрати на перемиканні
Радіочастотні технології та 5G	Підсилювачі потужності базових станцій, компоненти міліметрового діапазону	Низький паразитний рівень, підтримує роботу в діапазоні ГГц
МЕМС-сенсори	Датчики тиску для суворих умов експлуатації, MEMS навігаційного класу	Висока термостабільність, стійкість до радіації
Аерокосмічна та оборонна промисловість	Супутниковий зв'язок, силові модулі авіоніки	Надійність за екстремальних температур та радіаційного впливу
Розумна мережа	Перетворювачі постійного струму високої напруги (HVDC), твердотільні автоматичні вимикачі	Висока ізоляція мінімізує втрати потужності
Оптоелектроніка	УФ-світлодіоди, лазерні підкладки	Висока кристалічна якість забезпечує ефективне випромінювання світла

Виготовлення 4H-SiCOI

Виробництво пластин 4H-SiCOI досягається шляхомпроцеси склеювання та витончення пластин, що дозволяє створювати високоякісні ізоляційні інтерфейси та бездефектні активні шари SiC.

aСхема виготовлення платформи з матеріалу 4H-SiCOI.
bЗображення 4-дюймової пластини 4H-SiCOI, отриманої методом склеювання та стоншування; позначені зони дефектів.
cХарактеристика однорідності товщини підкладки 4H-SiCOI.
dОптичне зображення кристала 4H-SiCOI.
eТехнологічний процес виготовлення мікродискового резонатора з карбіду кремнію.
fСЕМ завершеного мікродискового резонатора.
gЗбільшене скануюче мікроскопічне зображення (СЕМ), що показує бічну стінку резонатора; вставка АСМ зображує нанорозмірну гладкість поверхні.
hПоперечний переріз SEM, що ілюструє верхню поверхню параболічної форми.

Найчастіші запитання щодо пластин SICOI

Q1: Які переваги мають пластини SICOI над традиційними пластинами SiC?
A1: На відміну від стандартних SiC-підкладок, пластини SICOI містять ізоляційний шар, який зменшує паразитну ємність та струми витоку, що призводить до вищої ефективності, кращої частотної характеристики та чудових теплових характеристик.

Q2: Які розміри пластин зазвичай доступні?
A2: Пластини SICOI зазвичай виробляються у форматах 4 дюйми, 6 дюймів та 8 дюймів, з можливістю вибору товщини SiC та ізоляційного шару залежно від вимог до пристрою.

Q3: Які галузі промисловості отримують найбільшу вигоду від пластин SICOI?
A3: Ключові галузі включають силову електроніку для електромобілів, радіочастотну електроніку для мереж 5G, MEMS для аерокосмічних датчиків та оптоелектроніку, таку як ультрафіолетові світлодіоди.

Q4: Як ізоляційний шар покращує продуктивність пристрою?
A4: Ізоляційна плівка (SiO₂ або Si₃N₄) запобігає витоку струму та зменшує електричні перехресні перешкоди, забезпечуючи вищу стійкість до напруги, ефективніше перемикання та зменшення втрат тепла.

Q5: Чи підходять пластини SICOI для високотемпературних застосувань?
A5: Так, завдяки високій теплопровідності та стійкості до температур понад 500°C, пластини SICOI розроблені для надійної роботи в умовах екстремального нагрівання та суворих умов.

Q6: Чи можна налаштувати пластини SICOI?
A6: Абсолютно. Виробники пропонують індивідуальні конструкції для певної товщини, рівня легування та комбінацій підкладок, щоб задовольнити різноманітні дослідницькі та промислові потреби.

Попередній: Алмазний дрітовий різальний верстат для SiC | Сапфіру | Кварцу | Скла

Далі: Багатодротовий алмазний різальний верстат для обробки надтвердих крихких матеріалів із карбіду кремнію та сапфіру