SiCOI वेफर ४ इन्च ६ इन्च HPSI SiC SiO2 Si सबएट्रेट संरचना
SiCOI वेफरको संरचना
HPB (उच्च-प्रदर्शन बन्धन) BIC (बन्धित एकीकृत सर्किट) र SOD (सिलिकन-अन-डायमन्ड वा सिलिकन-अन-इन्सुलेटर-जस्तो प्रविधि)। यसमा समावेश छन्:
कार्यसम्पादन मापन:
शुद्धता, त्रुटि प्रकारहरू (जस्तै, "कुनै त्रुटि छैन," "मान दूरी"), र मोटाई मापन (जस्तै, "प्रत्यक्ष-तह मोटाई/किग्रा") जस्ता प्यारामिटरहरू सूचीबद्ध गर्दछ।
"ADDR/SYGBDT," "१०/०," आदि शीर्षकहरू अन्तर्गत संख्यात्मक मानहरू (सम्भवतः प्रयोगात्मक वा प्रक्रिया प्यारामिटरहरू) भएको तालिका।
तह मोटाई डेटा:
"L1 मोटाई (A)" देखि "L270 मोटाई (A)" सम्म लेबल गरिएका व्यापक दोहोरिने प्रविष्टिहरू (सम्भवतः Ångströms मा, 1 Å = 0.1 nm)।
उन्नत अर्धचालक वेफरहरूमा विशिष्ट, प्रत्येक तहको लागि सटीक मोटाई नियन्त्रणको साथ बहु-स्तरित संरचना सुझाव दिन्छ।
SiCOI वेफर संरचना
SiCOI (सिलिकन कार्बाइड अन इन्सुलेटर) एक विशेष वेफर संरचना हो जसले सिलिकन कार्बाइड (SiC) लाई इन्सुलेट तहसँग जोड्दछ, जुन SOI (सिलिकन-अन-इन्सुलेटर) जस्तै छ तर उच्च-शक्ति/उच्च-तापमान अनुप्रयोगहरूको लागि अनुकूलित छ। मुख्य विशेषताहरू:
तह संरचना:
माथिल्लो तह: उच्च इलेक्ट्रोन गतिशीलता र थर्मल स्थिरताको लागि एकल-क्रिस्टल सिलिकन कार्बाइड (SiC)।
गाडिएको इन्सुलेटर: परजीवी क्षमता घटाउन र आइसोलेसन सुधार गर्न सामान्यतया SiO₂ (अक्साइड) वा हीरा (SOD मा)।
आधार सब्सट्रेट: मेकानिकल सपोर्टको लागि सिलिकन वा पोलिक्रिस्टलाइन SiC
SiCOI वेफरको गुणहरू
विद्युतीय गुणहरू चौडा ब्यान्डग्याप (४H-SiC को लागि ३.२ eV): उच्च ब्रेकडाउन भोल्टेज (>सिलिकन भन्दा १०× बढी) सक्षम बनाउँछ। चुहावट धाराहरू कम गर्छ, पावर उपकरणहरूमा दक्षता सुधार गर्छ।
उच्च इलेक्ट्रोन गतिशीलता:~९०० cm²/V·s (४H-SiC) बनाम ~१,४०० cm²/V·s (Si), तर राम्रो उच्च-क्षेत्र प्रदर्शन।
कम प्रतिरोध:SiCOI-आधारित ट्रान्जिस्टरहरू (जस्तै, MOSFETs) ले कम चालन घाटा प्रदर्शन गर्छन्।
उत्कृष्ट इन्सुलेशन:गाडिएको अक्साइड (SiO₂) वा हीराको तहले परजीवी क्षमता र क्रसटलकलाई कम गर्छ।
- थर्मल गुणहरूउच्च तापीय चालकता: SiC (~४९० W/m·K ४H-SiC को लागि) बनाम Si (~१५० W/m·K)। हीरा (यदि इन्सुलेटरको रूपमा प्रयोग गरियो भने) २००० W/m·K भन्दा बढी हुन सक्छ, जसले गर्दा ताप अपव्यय बढ्छ।
तापीय स्थिरता:>३००°C मा भरपर्दो रूपमा काम गर्छ (सिलिकनको लागि ~१५०°C विरुद्ध)। पावर इलेक्ट्रोनिक्समा शीतलन आवश्यकताहरू कम गर्छ।
३. यान्त्रिक र रासायनिक गुणहरूअत्यधिक कठोरता (~९.५ Mohs): पहिरन प्रतिरोध गर्दछ, जसले गर्दा SiCOI कठोर वातावरणको लागि टिकाउ हुन्छ।
रासायनिक जडत्व:अम्लीय/क्षारीय अवस्थामा पनि अक्सिडेशन र क्षरण प्रतिरोध गर्दछ।
कम थर्मल विस्तार:अन्य उच्च-तापमान सामग्रीहरू (जस्तै, GaN) सँग राम्रोसँग मेल खान्छ।
४. संरचनात्मक फाइदाहरू (बनाम थोक SiC वा SOI)
सब्सट्रेट हानि कम:इन्सुलेट तहले सब्सट्रेटमा विद्युत चुहावट रोक्छ।
सुधारिएको आरएफ प्रदर्शन:कम परजीवी क्षमताले छिटो स्विचिङ सक्षम बनाउँछ (५G/mmWave उपकरणहरूको लागि उपयोगी)।
लचिलो डिजाइन:पातलो SiC माथिल्लो तहले अनुकूलित उपकरण स्केलिंगको लागि अनुमति दिन्छ (जस्तै, ट्रान्जिस्टरहरूमा अल्ट्रा-पातलो च्यानलहरू)।
SOI र थोक SiC सँग तुलना
| सम्पत्ति | सिकोआई | SOI (Si/SiO₂/Si) | थोक SiC |
| ब्यान्डग्याप | ३.२ eV (SiC) | १.१ eV (Si) | ३.२ eV (SiC) |
| थर्मल चालकता | उच्च (SiC + हीरा) | कम (SiO₂ ले ताप प्रवाहलाई सीमित गर्छ) | उच्च (SiC मात्र) |
| ब्रेकडाउन भोल्टेज | धेरै माथि | मध्यम | धेरै माथि |
| लागत | उच्च | तल्लो | उच्चतम (शुद्ध SiC) |
SiCOI वेफरका अनुप्रयोगहरू
पावर इलेक्ट्रोनिक्स
SiCOI वेफरहरू MOSFETs, Schottky डायोडहरू, र पावर स्विचहरू जस्ता उच्च-भोल्टेज र उच्च-शक्ति अर्धचालक उपकरणहरूमा व्यापक रूपमा प्रयोग गरिन्छ। SiC को फराकिलो ब्यान्डग्याप र उच्च ब्रेकडाउन भोल्टेजले कम घाटा र बढेको थर्मल प्रदर्शनको साथ कुशल पावर रूपान्तरण सक्षम गर्दछ।
रेडियो फ्रिक्वेन्सी (RF) उपकरणहरू
SiCOI वेफरहरूमा रहेको इन्सुलेट तहले परजीवी क्यापेसिटन्स घटाउँछ, जसले गर्दा तिनीहरूलाई दूरसञ्चार, राडार र 5G प्रविधिहरूमा प्रयोग हुने उच्च-फ्रिक्वेन्सी ट्रान्जिस्टर र एम्पलीफायरहरूको लागि उपयुक्त बनाउँछ।
माइक्रोइलेक्ट्रोमेकानिकल प्रणाली (MEMS)
SiCOI वेफरहरूले SiC को रासायनिक जडता र यान्त्रिक शक्तिको कारणले कठोर वातावरणमा भरपर्दो रूपमा सञ्चालन हुने MEMS सेन्सर र एक्चुएटरहरू निर्माण गर्न एक बलियो प्लेटफर्म प्रदान गर्दछ।
उच्च-तापमान इलेक्ट्रोनिक्स
SiCOI ले उच्च तापक्रममा प्रदर्शन र विश्वसनीयता कायम राख्ने इलेक्ट्रोनिक्सलाई सक्षम बनाउँछ, जसले गर्दा परम्परागत सिलिकन उपकरणहरू असफल हुने ठाउँमा अटोमोटिभ, एयरोस्पेस र औद्योगिक अनुप्रयोगहरूलाई फाइदा पुग्छ।
फोटोनिक र अप्टोइलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू
SiC को अप्टिकल गुणहरू र इन्सुलेट तहको संयोजनले फोटोनिक सर्किटहरूको एकीकरणलाई बढाइएको थर्मल व्यवस्थापनको साथ सहज बनाउँछ।
विकिरण-कठोर इलेक्ट्रोनिक्स
SiC को अन्तर्निहित विकिरण सहनशीलताको कारण, SiCOI वेफरहरू उच्च-विकिरण वातावरण सामना गर्ने उपकरणहरू आवश्यक पर्ने अन्तरिक्ष र आणविक अनुप्रयोगहरूको लागि आदर्श हुन्।
SiCOI वेफरको प्रश्नोत्तर
Q1: SiCOI वेफर भनेको के हो?
A: SiCOI भनेको सिलिकन कार्बाइड-अन-इन्सुलेटर हो। यो एक अर्धचालक वेफर संरचना हो जहाँ सिलिकन कार्बाइड (SiC) को पातलो तह इन्सुलेट तह (सामान्यतया सिलिकन डाइअक्साइड, SiO₂) मा बाँधिएको हुन्छ, जुन सिलिकन सब्सट्रेट द्वारा समर्थित हुन्छ। यो संरचनाले इन्सुलेटरबाट विद्युतीय अलगावसँग SiC को उत्कृष्ट गुणहरू संयोजन गर्दछ।
Q2: SiCOI वेफरका मुख्य फाइदाहरू के हुन्?
A: मुख्य फाइदाहरूमा उच्च ब्रेकडाउन भोल्टेज, फराकिलो ब्यान्डग्याप, उत्कृष्ट थर्मल चालकता, उत्कृष्ट मेकानिकल कठोरता, र इन्सुलेट तहको कारणले कम परजीवी क्षमता समावेश छ। यसले उपकरणको कार्यसम्पादन, दक्षता र विश्वसनीयतामा सुधार ल्याउँछ।
Q3: SiCOI वेफरहरूको विशिष्ट प्रयोगहरू के हुन्?
A: तिनीहरू पावर इलेक्ट्रोनिक्स, उच्च-फ्रिक्वेन्सी RF उपकरणहरू, MEMS सेन्सरहरू, उच्च-तापमान इलेक्ट्रोनिक्स, फोटोनिक उपकरणहरू, र विकिरण-कठोर इलेक्ट्रोनिक्समा प्रयोग गरिन्छ।
विस्तृत रेखाचित्र
