ໂຄງສ້າງ SiCOI 4 ນິ້ວ 6 ນິ້ວ HPSI SiC SiO2 Si subatrate

ໂຄງສ້າງ SiCOI wafer 4 ນິ້ວ 6 ນິ້ວ HPSI SiC SiO2 Si subatrate ຮູບພາບທີ່ໂດດເດັ່ນ

ຄໍາອະທິບາຍສັ້ນໆ:

ເອກະສານສະບັບນີ້ນຳສະເໜີພາບລວມລະອຽດຂອງແຜ່ນຊິລິກອນຄາໄບເທິງຕົວກັນຄວາມຮ້ອນ (SiCOI), ໂດຍສະເພາະສຸມໃສ່ຊັ້ນພື້ນຖານຂະໜາດ 4 ນິ້ວ ແລະ 6 ນິ້ວທີ່ມີຊັ້ນຊິລິກອນຄາໄບ (SiC) ທີ່ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງ (HPSI) ທີ່ຕິດກັບຊັ້ນສນວນຊິລິກອນໄດອອກໄຊ (SiO₂) ຢູ່ເທິງຊັ້ນພື້ນຖານຊິລິກອນ (Si). ໂຄງສ້າງ SiCOI ລວມເອົາຄຸນສົມບັດທາງໄຟຟ້າ, ຄວາມຮ້ອນ, ແລະ ກົນຈັກທີ່ໂດດເດັ່ນຂອງ SiC ກັບຜົນປະໂຫຍດໃນການແຍກໄຟຟ້າຂອງຊັ້ນອອກໄຊ ແລະ ການຮອງຮັບທາງກົນຈັກຂອງແຜ່ນຊິລິກອນ. ການນຳໃຊ້ HPSI SiC ຊ່ວຍເພີ່ມປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນການນຳໄຟຟ້າຂອງແຜ່ນ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍຂອງປາສິດ, ເຮັດໃຫ້ແຜ່ນເຫຼົ່ານີ້ເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີພະລັງງານສູງ, ຄວາມຖີ່ສູງ, ແລະ ອຸນຫະພູມສູງ. ຂະບວນການຜະລິດ, ຄຸນລັກສະນະຂອງວັດສະດຸ, ແລະ ຂໍ້ໄດ້ປຽບທາງໂຄງສ້າງຂອງການຕັ້ງຄ່າຫຼາຍຊັ້ນນີ້ແມ່ນໄດ້ຖືກປຶກສາຫາລື, ໂດຍເນັ້ນໜັກເຖິງຄວາມກ່ຽວຂ້ອງຂອງມັນກັບລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ ແລະ ລະບົບກົນຈັກຈຸລະພາກ (MEMS) ລຸ້ນຕໍ່ໄປ. ການສຶກສາຍັງປຽບທຽບຄຸນສົມບັດ ແລະ ການນຳໃຊ້ທີ່ມີທ່າແຮງຂອງແຜ່ນ SiCOI ຂະໜາດ 4 ນິ້ວ ແລະ 6 ນິ້ວ, ໂດຍເນັ້ນໃສ່ຄວາມສາມາດໃນການຂະຫຍາຍ ແລະ ຄວາມສົດໃສດ້ານການເຊື່ອມໂຍງສຳລັບອຸປະກອນເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ກ້າວໜ້າ.

ສົ່ງອີເມວຫາພວກເຮົາ

ຄຸນສົມບັດ

ໂຄງສ້າງຂອງແຜ່ນ SiCOI

HPB (High-Performance Bonding) BIC (Bonded Integrated Circuit) ແລະ SOD (ເທັກໂນໂລຢີ Silicon-on-Diamond ຫຼື Silicon-on-Insulator-like). ມັນປະກອບມີ:

ຕົວຊີ້ວັດປະສິດທິພາບ:

ລາຍຊື່ພາລາມິເຕີຕ່າງໆເຊັ່ນ: ຄວາມຖືກຕ້ອງ, ປະເພດຄວາມຜິດພາດ (ເຊັ່ນ: "ບໍ່ມີຄວາມຜິດພາດ," "ໄລຍະຫ່າງຄ່າ"), ແລະ ການວັດແທກຄວາມໜາ (ເຊັ່ນ: "ຄວາມໜາຂອງຊັ້ນໂດຍກົງ/ກິໂລ").

ຕາຕະລາງທີ່ມີຄ່າຕົວເລກ (ອາດຈະເປັນພາລາມິເຕີການທົດລອງ ຫຼື ພາລາມິເຕີຂະບວນການ) ພາຍໃຕ້ຫົວຂໍ້ຕ່າງໆເຊັ່ນ "ADDR/SYGBDT," "10/0," ແລະອື່ນໆ.

ຂໍ້ມູນຄວາມໜາຂອງຊັ້ນ:

ລາຍການຊ້ຳໆຢ່າງກວ້າງຂວາງທີ່ມີປ້າຍກຳກັບວ່າ "ຄວາມໜາ L1 (A)" ຫາ "ຄວາມໜາ L270 (A)" (ອາດຈະເປັນ Ångströms, 1 Å = 0.1 nm).

ແນະນຳໂຄງສ້າງຫຼາຍຊັ້ນທີ່ມີການຄວບຄຸມຄວາມໜາທີ່ຊັດເຈນສຳລັບແຕ່ລະຊັ້ນ, ໂດຍປົກກະຕິໃນເວເຟີເຄິ່ງຕົວນຳຂັ້ນສູງ.

ໂຄງສ້າງເວເຟີ SiCOI

SiCOI (ຊິລິຄອນຄາໄບເທິງຕົວກັນຄວາມຮ້ອນ) ເປັນໂຄງສ້າງເວເຟີພິເສດທີ່ປະສົມປະສານຊິລິຄອນຄາໄບ (SiC) ກັບຊັ້ນກັນຄວາມຮ້ອນ, ຄ້າຍຄືກັບ SOI (ຊິລິຄອນເທິງຕົວກັນຄວາມຮ້ອນ) ແຕ່ຖືກປັບປຸງໃຫ້ເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ພະລັງງານສູງ/ອຸນຫະພູມສູງ. ຄຸນສົມບັດຫຼັກ:

ສ່ວນປະກອບຂອງຊັ້ນ:

ຊັ້ນເທິງ: ຊິລິກອນຄາໄບ (SiC) ຜລຶກດຽວ ສຳລັບການເຄື່ອນທີ່ຂອງເອເລັກຕຣອນສູງ ແລະ ສະຖຽນລະພາບທາງຄວາມຮ້ອນ.

ສານກັນຄວາມຮ້ອນທີ່ຝັງຢູ່: ໂດຍປົກກະຕິແມ່ນ SiO₂ (ອົກໄຊດ໌) ຫຼື ເພັດ (ໃນ SOD) ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຈຸຂອງກາຝາກ ແລະ ປັບປຸງການແຍກຕົວ.

ຊັ້ນຮອງພື້ນຖານ: ຊິລິໂຄນ ຫຼື ໂພລີຄາສໄຕລິນ SiC ສຳລັບການຮອງຮັບທາງກົນຈັກ

ຄຸນສົມບັດຂອງແຜ່ນ SiCOI

ຄຸນສົມບັດທາງໄຟຟ້າ ຊ່ອງຫວ່າງແບນວິດກວ້າງ (3.2 eV ສຳລັບ 4H-SiC): ເຮັດໃຫ້ແຮງດັນໄຟຟ້າແຕກຫັກສູງ (ສູງກວ່າຊິລິໂຄນ >10×). ຫຼຸດຜ່ອນກະແສໄຟຟ້າຮົ່ວໄຫຼ, ປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນອຸປະກອນໄຟຟ້າ.

ການເຄື່ອນທີ່ຂອງອີເລັກຕຣອນສູງ:~900 cm²/V·s (4H-SiC) ທຽບກັບ ~1,400 cm²/V·s (Si), ແຕ່ປະສິດທິພາບພາກສະໜາມສູງດີກວ່າ.

ຄວາມຕ້ານທານຕໍ່ພະລັງງານຕໍ່າ:ທຣານຊິດເຕີທີ່ອີງໃສ່ SiCOI (ເຊັ່ນ MOSFETs) ສະແດງໃຫ້ເຫັນການສູນເສຍການນຳໄຟຟ້າຕ່ຳກວ່າ.

ການປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ:ຊັ້ນອົກໄຊດ໌ທີ່ຖືກຝັງໄວ້ (SiO₂) ຫຼື ຊັ້ນເພັດຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຈຸຂອງກາຝາກ ແລະ ກະແສໄຟຟ້າຂ້າມຜ່ານ.

ຄຸນສົມບັດທາງຄວາມຮ້ອນຄວາມນຳຄວາມຮ້ອນສູງ: SiC (~490 W/m·K ສຳລັບ 4H-SiC) ທຽບກັບ Si (~150 W/m·K). ເພັດ (ຖ້າໃຊ້ເປັນວັດສະດຸກັນຄວາມຮ້ອນ) ສາມາດເກີນ 2,000 W/m·K, ເຊິ່ງຊ່ວຍເພີ່ມການລະບາຍຄວາມຮ້ອນ.

ຄວາມໝັ້ນຄົງທາງຄວາມຮ້ອນ:ເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງໜ້າເຊື່ອຖືທີ່ >300°C (ທຽບກັບ ~150°C ສຳລັບຊິລິໂຄນ). ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການຄວາມເຢັນໃນເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ.

3. ຄຸນສົມບັດທາງກົນຈັກ ແລະ ເຄມີຄວາມແຂງທີ່ສຸດ (~9.5 Mohs): ຕ້ານທານການສວມໃສ່, ເຮັດໃຫ້ SiCOI ທົນທານສຳລັບສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງ.

ຄວາມเฉื่อยชาທາງເຄມີ:ຕ້ານທານກັບການຜຸພັງ ແລະ ການກັດກ່ອນ, ເຖິງແມ່ນວ່າຢູ່ໃນສະພາບທີ່ເປັນກົດ/ດ່າງກໍຕາມ.

ການຂະຫຍາຍຕົວທາງຄວາມຮ້ອນຕໍ່າ:ກົງກັນໄດ້ດີກັບວັດສະດຸທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງອື່ນໆ (ເຊັ່ນ: GaN).

4. ຂໍ້ໄດ້ປຽບດ້ານໂຄງສ້າງ (ທຽບກັບ SiC ຫຼື SOI ຈຳນວນຫຼາຍ)

ການສູນເສຍພື້ນຜິວທີ່ຫຼຸດລົງ:ຊັ້ນສນວນປ້ອງກັນການຮົ່ວໄຫຼຂອງກະແສໄຟຟ້າເຂົ້າໄປໃນຊັ້ນຮອງພື້ນ.

ປະສິດທິພາບ RF ທີ່ດີຂຶ້ນ:ຄວາມຈຸຂອງ parasitic ທີ່ຕ່ຳກວ່າຊ່ວຍໃຫ້ການສະຫຼັບໄວຂຶ້ນ (ເປັນປະໂຫຍດສຳລັບອຸປະກອນ 5G/mmWave).

ການອອກແບບທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນ:ຊັ້ນເທິງ SiC ບາງໆຊ່ວຍໃຫ້ສາມາດປັບຂະໜາດອຸປະກອນໄດ້ດີທີ່ສຸດ (ເຊັ່ນ: ຊ່ອງທາງບາງໆໃນທຣານຊິດເຕີ).

ການປຽບທຽບກັບ SOI ແລະ SiC ຂະໜາດໃຫຍ່

ຊັບສິນ	SiCOI	ຊອຍ (Si/SiO₂/Si)	SiC ຈຳນວນຫຼາຍ
ແບນແກັດ	3.2 eV (SiC)	1.1 ອີວີ (ຊີ)	3.2 eV (SiC)
ການນຳຄວາມຮ້ອນ	ສູງ (SiC + ເພັດ)	ຕ່ຳ (SiO₂ ຈຳກັດການໄຫຼຂອງຄວາມຮ້ອນ)	ສູງ (SiC ເທົ່ານັ້ນ)
ແຮງດັນໄຟຟ້າແຕກຫັກ	ສູງຫຼາຍ	ປານກາງ	ສູງຫຼາຍ
ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ	ສູງກວ່າ	ຕ່ຳກວ່າ	ສູງສຸດ (SiC ບໍລິສຸດ)

ການນຳໃຊ້ແຜ່ນເວເຟີ SiCOI

ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າ
ເວເຟີ SiCOI ຖືກນຳໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸປະກອນເຄິ່ງຕົວນຳໄຟຟ້າແຮງດັນສູງ ແລະ ພະລັງງານສູງ ເຊັ່ນ MOSFETs, ໄດໂອດ Schottky ແລະ ສະວິດໄຟຟ້າ. ຊ່ອງຫວ່າງແບນວິດທີ່ກວ້າງ ແລະ ແຮງດັນໄຟຟ້າແຕກຫັກສູງຂອງ SiC ຊ່ວຍໃຫ້ການປ່ຽນພະລັງງານມີປະສິດທິພາບດ້ວຍການສູນເສຍທີ່ຫຼຸດລົງ ແລະ ປະສິດທິພາບຄວາມຮ້ອນທີ່ດີຂຶ້ນ.

ອຸປະກອນຄວາມຖີ່ວິທະຍຸ (RF)
ຊັ້ນສນວນໃນແຜ່ນ SiCOI ຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຈຸຂອງ parasitic, ເຮັດໃຫ້ພວກມັນເໝາະສົມກັບ transistors ແລະ amplifiers ຄວາມຖີ່ສູງທີ່ໃຊ້ໃນເຕັກໂນໂລຊີໂທລະຄົມມະນາຄົມ, radar, ແລະ 5G.

ລະບົບກົນຈັກໄຟຟ້າຈຸນລະພາກ (MEMS)
ແຜ່ນ SiCOI ໃຫ້ແພລດຟອມທີ່ແຂງແຮງສຳລັບການຜະລິດເຊັນເຊີ MEMS ແລະຕົວກະຕຸ້ນທີ່ເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງໜ້າເຊື່ອຖືໃນສະພາບແວດລ້ອມທີ່ຮຸນແຮງເນື່ອງຈາກຄວາມเฉื่อยชาທາງເຄມີ ແລະ ຄວາມແຂງແຮງທາງກົນຈັກຂອງ SiC.

ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າທີ່ມີອຸນຫະພູມສູງ
SiCOI ຊ່ວຍໃຫ້ອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກສາມາດຮັກສາປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖືໄດ້ໃນອຸນຫະພູມສູງ, ເຊິ່ງເປັນປະໂຫຍດຕໍ່ການນຳໃຊ້ໃນລົດຍົນ, ການບິນອະວະກາດ ແລະ ອຸດສາຫະກຳທີ່ອຸປະກອນຊິລິໂຄນແບບດັ້ງເດີມລົ້ມເຫຼວ.

ອຸປະກອນໂຟໂຕນິກ ແລະ ອອບໂຕເອເລັກໂຕຣນິກ
ການປະສົມປະສານຂອງຄຸນສົມບັດທາງແສງຂອງ SiC ແລະຊັ້ນສນວນກັນຄວາມຮ້ອນຊ່ວຍໃຫ້ການເຊື່ອມໂຍງຂອງວົງຈອນໂຟໂຕນິກມີການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີຂຶ້ນ.

ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າທີ່ແຂງຕົວດ້ວຍລັງສີ
ເນື່ອງຈາກຄວາມທົນທານຕໍ່ລັງສີໂດຍທຳມະຊາດຂອງ SiC, ແຜ່ນ SiCOI ແມ່ນເໝາະສົມສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອະວະກາດ ແລະ ນິວເຄຼຍທີ່ຕ້ອງການອຸປະກອນທີ່ທົນທານຕໍ່ສະພາບແວດລ້ອມທີ່ມີລັງສີສູງ.

ຖາມ-ຕອບກ່ຽວກັບເວເຟີ SiCOI

ຄຳຖາມທີ 1: ເວເຟີ SiCOI ແມ່ນຫຍັງ?

ກ: SiCOI ຫຍໍ້ມາຈາກ Silicon Carbide-on-Insulator. ມັນເປັນໂຄງສ້າງເວເຟີເຄິ່ງຕົວນຳທີ່ມີຊັ້ນບາງໆຂອງຊິລິກອນຄາບໄຣ (SiC) ຖືກຜູກມັດກັບຊັ້ນກັນຄວາມຮ້ອນ (ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນຊິລິກອນໄດອອກໄຊ, SiO₂), ເຊິ່ງຮອງຮັບໂດຍຊັ້ນຮອງຊິລິກອນ. ໂຄງສ້າງນີ້ລວມເອົາຄຸນສົມບັດທີ່ດີເລີດຂອງ SiC ກັບການແຍກໄຟຟ້າຈາກຊັ້ນກັນຄວາມຮ້ອນ.

ຄຳຖາມທີ 2: ຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼັກຂອງແຜ່ນ SiCOI ແມ່ນຫຍັງ?

ກ: ຂໍ້ໄດ້ປຽບຫຼັກໆລວມມີແຮງດັນໄຟຟ້າແຕກຫັກສູງ, ແຖບຄວາມຖີ່ກ້ວາງ, ການນຳຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດ, ຄວາມແຂງທາງກົນຈັກທີ່ດີກວ່າ, ແລະ ຄວາມຈຸຂອງປາສິດທີ່ຫຼຸດລົງຍ້ອນຊັ້ນສນວນ. ສິ່ງນີ້ນຳໄປສູ່ການປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນ, ປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື.

ຄຳຖາມທີ 3: ການນຳໃຊ້ທົ່ວໄປຂອງແຜ່ນ SiCOI ແມ່ນຫຍັງ?

ກ: ພວກມັນຖືກນໍາໃຊ້ໃນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ອຸປະກອນ RF ຄວາມຖີ່ສູງ, ເຊັນເຊີ MEMS, ເອເລັກໂຕຣນິກອຸນຫະພູມສູງ, ອຸປະກອນໂຟໂຕນິກ, ແລະເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີຄວາມແຂງກະດ້າງດ້ວຍລັງສີ.