SICOI (Silicon Carbide ing Insulator) Wafer SiC Film ON Silicon
Diagram rinci
Introduksi wafer Silicon Carbide on Insulator (SICOI).
Wafer Silicon Carbide on Insulator (SICOI) minangka substrat semikonduktor generasi sabanjure sing nggabungake sifat fisik lan elektronik sing unggul saka silikon karbida (SiC) kanthi karakteristik isolasi listrik sing luar biasa saka lapisan penyangga insulasi, kayata silikon dioksida (SiO₂) utawa silikon nitrida (Si₃N₄). Wafer SICOI khas kasusun saka lapisan SiC epitaxial tipis, film insulasi penengah, lan substrat dhasar sing ndhukung, sing bisa dadi silikon utawa SiC.
Struktur hibrida iki direkayasa kanggo nyukupi panjaluk piranti elektronik kanthi daya dhuwur, frekuensi dhuwur, lan suhu dhuwur. Kanthi nggabungake lapisan insulasi, wafer SICOI nyilikake kapasitansi parasit lan nyuda arus bocor, saéngga njamin frekuensi operasi sing luwih dhuwur, efisiensi sing luwih apik, lan manajemen termal sing luwih apik. Mupangat kasebut ndadekake dheweke aji banget ing sektor kayata kendaraan listrik, infrastruktur telekomunikasi 5G, sistem aeroangkasa, elektronik RF canggih, lan teknologi sensor MEMS.
Prinsip Produksi Wafer SICOI
SICOI (Silicon Carbide on Insulator) wafer diprodhuksi liwat canggihikatan wafer lan proses thinning:
-
Pertumbuhan Substrat SiC– Wafer SiC kristal tunggal berkualitas tinggi (4H/6H) disiapake minangka bahan donor.
-
Deposisi Lapisan Isolasi- Film insulasi (SiO₂ utawa Si₃N₄) dibentuk ing wafer pembawa (Si utawa SiC).
-
Ikatan Wafer– Wafer SiC lan wafer operator diikat bebarengan ing suhu dhuwur utawa pitulungan plasma.
-
Nipis & Polishing- Wafer donor SiC diencerake nganti sawetara mikrometer lan dipoles kanggo entuk permukaan sing rata kanthi atom.
-
Pemriksaan pungkasan- Wafer SICOI sing wis rampung diuji kanggo keseragaman ketebalan, kekasaran permukaan, lan kinerja insulasi.
Lumantar proses iki, alapisan SiC aktif tipiskanthi sifat listrik lan termal sing apik banget digabungake karo film insulasi lan substrat dhukungan, nggawe platform kinerja dhuwur kanggo piranti daya lan RF generasi sabanjure.
Kaluwihan Key Wafer SICOI
| Kategori Fitur | Karakteristik Teknis | Manfaat Inti |
|---|---|---|
| Struktur Material | Lapisan aktif 4H/6H-SiC + film insulasi (SiO₂/Si₃N₄) + pembawa Si utawa SiC | Nampa isolasi listrik sing kuwat, nyuda gangguan parasit |
| Properti Listrik | Kekuwatan risak dhuwur (> 3 MV / cm), mundhut dielektrik kurang | Optimized kanggo voltase dhuwur lan operasi frekuensi dhuwur |
| Sifat termal | Konduktivitas termal nganti 4,9 W/cm·K, stabil ing ndhuwur 500°C | Boros panas sing efektif, kinerja banget ing beban termal sing atos |
| Sifat Mekanik | Kekerasan ekstrim (Mohs 9.5), koefisien ekspansi termal sing kurang | Mantap nglawan stres, nambah umur dawa piranti |
| Kualitas lumahing | Permukaan ultra-halus (Ra <0,2 nm) | Ningkatake epitaksi tanpa cacat lan fabrikasi piranti sing dipercaya |
| Isolasi | Resistivity >10¹⁴ Ω·cm, arus bocor sithik | Operasi sing dipercaya ing RF lan aplikasi isolasi voltase dhuwur |
| Ukuran & Kustomisasi | Kasedhiya ing format 4, 6, lan 8 inci; Ketebalan SiC 1–100 μm; isolasi 0,1-10 μm | Desain fleksibel kanggo syarat aplikasi sing beda |
Area Aplikasi Inti
| Sektor Aplikasi | Kasus Gunakake Khas | Kaluwihan Performance |
|---|---|---|
| Elektronika Daya | Inverter EV, stasiun pangisian daya, piranti daya industri | voltase risak dhuwur, mundhut ngoper suda |
| RF & 5G | Penguat daya stasiun pangkalan, komponen gelombang milimeter | Parasit sing sithik, ndhukung operasi kisaran GHz |
| Sensor MEMS | Sensor tekanan lingkungan sing atos, MEMS kelas navigasi | Stabilitas termal sing dhuwur, tahan radiasi |
| Aerospace & Pertahanan | Komunikasi satelit, modul daya avionik | Reliabilitas ing suhu ekstrem lan paparan radiasi |
| Smart Grid | Konverter HVDC, pemutus sirkuit solid-state | Insulasi dhuwur nyuda mundhut daya |
| Optoelektronik | UV LED, substrat laser | Kualitas kristal sing dhuwur ndhukung emisi cahya sing efisien |
Fabrikasi 4H-SiCOI
Produksi wafer 4H-SiCOI digayuh liwatikatan wafer lan proses thinning, mbisakake antarmuka insulasi kualitas dhuwur lan lapisan aktif SiC tanpa cacat.
-
a: Skema fabrikasi platform material 4H-SiCOI.
-
b: Gambar saka wafer 4H-SiCOI 4-inch nggunakake ikatan lan thinning; zona cacat ditandhani.
-
c: Karakterisasi keseragaman ketebalan substrat 4H-SiCOI.
-
d: Gambar optik saka mati 4H-SiCOI.
-
e: Aliran proses kanggo nggawe resonator microdisk SiC.
-
f: SEM saka resonator microdisk rampung.
-
g: SEM nggedhekake nuduhake sidewall resonator; Inset AFM nggambarake kelancaran permukaan skala nano.
-
h: Cross-sectional SEM nggambarake parabolic-shaped lumahing ndhuwur.
FAQ ing SICOI Wafers
Q1: Apa kaluwihan wafer SICOI tinimbang wafer SiC tradisional?
A1: Ora kaya substrat SiC standar, wafer SICOI kalebu lapisan insulasi sing nyuda kapasitansi parasit lan arus bocor, ndadékaké efisiensi sing luwih dhuwur, respon frekuensi sing luwih apik, lan kinerja termal sing unggul.
Q2: Apa ukuran wafer biasane kasedhiya?
A2: Wafer SICOI umume diprodhuksi ing format 4-inch, 6-inch, lan 8-inch, kanthi SiC sing disesuaikan lan kekandelan lapisan insulasi kasedhiya gumantung saka syarat piranti.
Q3: Industri endi sing paling entuk manfaat saka wafer SICOI?
A3: Industri utama kalebu elektronik daya kanggo kendaraan listrik, elektronik RF kanggo jaringan 5G, MEMS kanggo sensor aerospace, lan optoelektronik kayata LED UV.
Q4: Kepiye lapisan insulasi nambah kinerja piranti?
A4: Film insulating (SiO₂ utawa Si₃N₄) ngalangi bocor saiki lan nyuda electrical cross-talk, mbisakake toleransi voltase luwih, ngoper luwih efisien, lan suda mundhut panas.
Q5: Apa wafer SICOI cocok kanggo aplikasi suhu dhuwur?
A5: Ya, kanthi konduktivitas termal sing dhuwur lan tahan ngluwihi 500 ° C, wafer SICOI dirancang supaya bisa dipercaya ing panas banget lan ing lingkungan sing atos.
Q6: Apa wafer SICOI bisa disesuaikan?
A6: Pancen. Produsen nawakake desain sing cocog kanggo ketebalan tartamtu, tingkat doping, lan kombinasi substrat kanggo nyukupi macem-macem riset lan kabutuhan industri.










