Wafer SiCOI 4 pollici 6 pollici HPSI SiC SiO2 Si struttura di substratu

Descrizzione breve:

Stu documentu prisenta una panoramica dettagliata di i wafer di Carburu di Siliciu nantu à Isolante (SiCOI), cuncentrandosi in particulare nantu à i substrati di 4 pollici è 6 pollici chì presentanu strati di carburu di siliciu (SiC) semi-isolanti di alta purezza (HPSI) incollati nantu à strati isolanti di diossidu di siliciu (SiO₂) sopra substrati di siliciu (Si). A struttura SiCOI combina e proprietà elettriche, termiche è meccaniche eccezziunali di SiC cù i benefici di l'isolamentu elettricu di u stratu d'ossidu è u supportu meccanicu di u substratu di siliciu. L'usu di HPSI SiC migliora e prestazioni di u dispositivu minimizendu a conduzione di u substratu è riducendu e perdite parassite, rendendu questi wafer ideali per applicazioni di semiconduttori di alta putenza, alta frequenza è alta temperatura. U prucessu di fabricazione, e caratteristiche di i materiali è i vantaghji strutturali di sta cunfigurazione multistrato sò discussi, enfatizendu a so rilevanza per l'elettronica di putenza di prossima generazione è i sistemi microelettromeccanici (MEMS). U studiu paraguna ancu e proprietà è e potenziali applicazioni di i wafer SiCOI di 4 pollici è 6 pollici, mettendu in risaltu e prospettive di scalabilità è integrazione per i dispositivi semiconduttori avanzati.

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Funziunalità

Struttura di a cialda SiCOI

HPB (High-Performance Bonding) BIC (Bonded Integrated Circuit) è SOD (tecnologia simile à Silicon-on-Diamond o Silicon-on-Insulator). Include:

Metriche di rendimentu:

Elenca parametri cum'è a precisione, i tipi d'errore (per esempiu, "Nisun errore", "Distanza di valore") è e misure di spessore (per esempiu, "Spessore di u stratu direttu / kg").

Una tavula cù valori numerichi (pussibbilmente parametri sperimentali o di prucessu) sottu tituli cum'è "ADDR/SYGBDT", "10/0", ecc.

Dati di u spessore di u stratu:

Entrate ripetitive estese etichettate "Spessore L1 (A)" à "Spessore L270 (A)" (probabilmente in Ångströms, 1 Å = 0,1 nm).

Suggerisce una struttura multistratificata cù un cuntrollu precisu di u spessore per ogni stratu, tipica di e cialde di semiconduttori avanzate.

Struttura di a cialda SiCOI

SiCOI (Silicon Carbide on Insulator) hè una struttura di wafer specializata chì combina u carburu di siliciu (SiC) cù un stratu isolante, simile à SOI (Silicon-on-Insulator) ma ottimizzata per applicazioni di alta putenza/alta temperatura. Caratteristiche principali:

Cumposizione di u stratu:

Stratu superiore: Carburu di siliciu monocristallinu (SiC) per una alta mobilità elettronica è stabilità termica.

Isolante interratu: Tipicamente SiO₂ (ossidu) o diamante (in SOD) per riduce a capacità parassitaria è migliurà l'isolamentu.

Substratu di basa: Siliciu o SiC policristallinu per supportu meccanicu

Proprietà di e cialde SiCOI

Proprietà elettriche Bandgap Largu (3,2 eV per 4H-SiC): Permette una tensione di rottura elevata (> 10 × più alta di u siliciu). Riduce e currenti di dispersione, migliurendu l'efficienza di i dispositivi di putenza.

Alta Mobilità Elettronica:~900 cm²/V·s (4H-SiC) vs. ~1.400 cm²/V·s (Si), ma prestazioni megliu in campu altu.

Resistenza bassa:I transistor basati in SiCOI (per esempiu, i MOSFET) mostranu perdite di conduzione più basse.

Eccellente isolamentu:L'ossidu (SiO₂) o u stratu di diamante intarratu minimizza a capacità parassita è a diafonia.

Proprietà TermicheAlta Cunduttività Termica: SiC (~490 W/m·K per 4H-SiC) vs. Si (~150 W/m·K). U diamante (s'ellu hè adupratu cum'è isolante) pò superà i 2.000 W/m·K, aumentendu a dissipazione di u calore.

Stabilità termica:Funziona in modu affidabile à >300°C (vs. ~150°C per u siliciu). Riduce i bisogni di raffreddamentu in l'elettronica di putenza.

3. Proprietà meccaniche è chimicheDurezza estrema (~ 9,5 Mohs): Resiste à l'usura, rendendu SiCOI resistente per ambienti difficili.

Inerzia chimica:Resiste à l'ossidazione è à a corrosione, ancu in cundizioni acide/alcaline.

Bassa Espansione Termica:Si abbina bè cù altri materiali à alta temperatura (per esempiu, GaN).

4. Vantaghji strutturali (rispettu à u SiC in massa o SOI)

Perdite di substratu ridotte:U stratu isolante impedisce a perdita di corrente in u sustratu.

Prestazioni RF migliorate:Una capacità parassita più bassa permette una commutazione più rapida (utile per i dispositivi 5G/mmWave).

Cuncepimentu Flessibile:U stratu superiore di SiC sottile permette una scalatura ottimizzata di u dispositivu (per esempiu, canali ultra-sottili in transistor).

Paragone cù SOI è SiC in massa

Pruprietà	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	SiC in massa
Bandgap	3,2 eV (SiC)	1,1 eV (Si)	3,2 eV (SiC)
Cunduttività termica	Altu (SiC + diamante)	Bassu (SiO₂ limita u flussu di calore)	Altu (solu SiC)
Tensione di rottura	Assai altu	Moderatu	Assai altu
Costu	Più altu	Più bassu	U più altu (SiC puru)

Applicazioni di e cialde SiCOI

Elettronica di putenza
I wafer SiCOI sò largamente usati in dispositivi semiconduttori di alta tensione è alta putenza cum'è MOSFET, diodi Schottky è interruttori di putenza. L'ampia banda proibita è l'alta tensione di rottura di SiC permettenu una cunversione di putenza efficiente cù perdite ridotte è prestazioni termiche migliorate.

Dispositivi à Radiofrequenza (RF)
U stratu isolante in i wafer SiCOI riduce a capacità parassita, rendenduli adatti per transistor è amplificatori d'alta frequenza utilizati in e telecomunicazioni, radar è tecnulugie 5G.

Sistemi Microelettromeccanichi (MEMS)
I wafer SiCOI furniscenu una piattaforma robusta per a fabricazione di sensori è attuatori MEMS chì funzionanu in modu affidabile in ambienti difficili per via di l'inerzia chimica è a resistenza meccanica di SiC.

Elettronica à alta temperatura
SiCOI permette l'elettronica chì mantene e prestazioni è l'affidabilità à temperature elevate, beneficendu l'applicazioni automobilistiche, aerospaziali è industriali induve i dispositivi di silicone convenzionali fallenu.

Dispositivi fotonici è optoelettronici
A cumbinazione di e proprietà ottiche di SiC è di u stratu isolante facilita l'integrazione di circuiti fotonici cù una gestione termica migliorata.

Elettronica indurita da e radiazioni
A causa di a tolleranza inerente à a radiazione di SiC, i wafer SiCOI sò ideali per applicazioni spaziali è nucleari chì richiedenu dispositivi chì resistenu à ambienti à alta radiazione.

Dumande è risposte nantu à e cialde SiCOI

D1: Chì ghjè una cialda SiCOI?

A: SiCOI significa Silicon Carbide-on-Insulator. Hè una struttura di wafer semiconduttore induve un stratu finu di carburo di siliciu (SiC) hè ligatu à un stratu isolante (di solitu diossidu di siliciu, SiO₂), chì hè sustinutu da un substratu di siliciu. Sta struttura combina l'eccellenti proprietà di SiC cù l'isolamentu elettricu da l'isolante.

Q2: Quali sò i principali vantaghji di e cialde SiCOI?

A: I principali vantaghji includenu una tensione di rottura elevata, una banda proibita larga, una eccellente cunduttività termica, una durezza meccanica superiore è una capacità parassita ridotta grazie à u stratu isolante. Questu porta à prestazioni, efficienza è affidabilità migliorate di u dispusitivu.

Q3: Chì sò l'applicazioni tipiche di e cialde SiCOI?

A: Sò usati in elettronica di putenza, dispositivi RF ad alta frequenza, sensori MEMS, elettronica ad alta temperatura, dispositivi fotonici è elettronica indurita da radiazioni.