SICOI (Silikon Carbide on Insulator) Wafers SiC Film ON Silicon
Diagram lengkep
Ngenalkeun wafer Silicon Carbide on Insulator (SICOI).
Silicon Carbide on Insulator (SICOI) wafers nyaéta substrat semikonduktor generasi saterusna nu ngahijikeun sipat fisik jeung éléktronik unggulan silikon carbide (SiC) jeung ciri isolasi listrik luar biasa tina hiji lapisan panyangga insulasi, kayaning silikon dioksida (SiO₂) atawa silikon nitrida (Si₃N₄). Wafer SICOI has diwangun ku lapisan SiC epitaxial ipis, pilem insulasi panengah, sareng substrat dasar anu ngadukung, anu tiasa janten silikon atanapi SiC.
Struktur hibrid ieu direkayasa pikeun nyumponan tungtutan anu ketat pikeun alat éléktronik anu kakuatan tinggi, frékuénsi luhur, sareng suhu luhur. Ku ngalebetkeun lapisan insulasi, wafer SICOI ngaminimalkeun kapasitansi parasit sareng ngirangan arus bocor, ku kituna mastikeun frekuensi operasi anu langkung luhur, efisiensi anu langkung saé, sareng ningkatkeun manajemén termal. Mangpaat ieu ngajantenkeun aranjeunna berharga pisan dina séktor sapertos kendaraan listrik, infrastruktur telekomunikasi 5G, sistem aeroangkasa, éléktronika RF canggih, sareng téknologi sensor MEMS.
Prinsip Produksi SICOI Wafers
SICOI (Silicon Carbide on Insulator) wafers dijieun ngaliwatan hiji canggihbeungkeutan wafer jeung prosés thinning:
-
Tumuwuh substrat SiC- Wafer SiC kristal tunggal kualitas luhur (4H / 6H) disiapkeun salaku bahan donor.
-
Insulating Lapisan déposisi- Film insulasi (SiO₂ atanapi Si₃N₄) kabentuk dina wafer carrier (Si atanapi SiC).
-
Beungkeutan Wafer– Wafer SiC jeung wafer carrier dihijikeun dina suhu luhur atawa bantuan plasma.
-
Nipis & Polishing- Wafer donor SiC diipis dugi ka sababaraha mikrométer sareng digosok pikeun ngahontal permukaan anu mulus sacara atom.
-
Pamariksaan ahir- The wafer SICOI réngsé diuji pikeun uniformity ketebalan, roughness permukaan, sarta kinerja insulasi.
Ngaliwatan prosés ieu, alapisan SiC aktip ipismibanda sipat listrik jeung termal unggulan digabungkeun jeung pilem insulating sarta substrat rojongan, nyieun platform-kinerja tinggi pikeun kakuatan generasi saterusna sarta alat RF.
Kaunggulan konci SICOI Wafers
| Kategori Fitur | Ciri Téknis | Kauntungan Inti |
|---|---|---|
| Struktur Bahan | 4H/6H-SiC lapisan aktip + insulating pilem (SiO₂/Si₃N₄) + Si atawa SiC pamawa | Ngahontal isolasi listrik anu kuat, ngirangan gangguan parasit |
| Pasipatan listrik | Kakuatan ngarecahna tinggi (> 3 MV / cm), leungitna diéléktrik low | Dioptimalkeun pikeun tegangan tinggi sareng operasi frékuénsi luhur |
| Sipat termal | Konduktivitas termal nepi ka 4,9 W/cm·K, stabil di luhur 500°C | Dissipation panas éféktif, kinerja alus teuing dina beban termal kasar |
| Sipat mékanis | Teu karasa ekstrim (Mohs 9,5), koefisien low ékspansi termal | Mantap ngalawan setrés, ningkatkeun umur panjang alat |
| Kualitas permukaan | Permukaan ultra-halus (Ra <0,2 nm) | Promotes epitaxy bébas cacad jeung fabrikasi alat dipercaya |
| Insulasi | Résistansi >10¹⁴ Ω·cm, arus bocor leutik | Operasi anu dipercaya dina RF sareng aplikasi isolasi tegangan tinggi |
| Ukuran & Kustomisasi | Sadia dina format 4, 6, sareng 8 inci; Ketebalan SiC 1–100 μm; insulasi 0,1-10 μm | Desain fléksibel pikeun sarat aplikasi béda |
Wewengkon Aplikasi Inti
| Sektor Aplikasi | Kasus pamakéan has | Kaunggulan kinerja |
|---|---|---|
| Éléktronik kakuatan | Inverter EV, stasiun ngecas, alat listrik industri | tegangan ngarecahna tinggi, leungitna switching ngurangan |
| RF & 5G | Panguat kakuatan base station, komponén gelombang milimeter | Parasit rendah, ngadukung operasi kisaran GHz |
| Sénsor MEMS | Sensor tekanan lingkungan kasar, MEMS kelas navigasi | Stabilitas termal anu luhur, tahan ka radiasi |
| Aerospace & Pertahanan | komunikasi satelit, modul kakuatan avionics | Reliabilitas dina suhu ekstrim sareng paparan radiasi |
| Smart Grid | Konverter HVDC, pemutus sirkuit solid-state | insulasi tinggi ngaminimalkeun leungitna kakuatan |
| Optoeléktronik | LED UV, substrat laser | kualitas kristalin luhur ngarojong émisi cahaya efisien |
Fabrikasi 4H-SiCOI
Produksi wafers 4H-SiCOI kahontal ngaliwatanbeungkeutan wafer jeung prosés thinning, ngamungkinkeun panganteur insulasi kualitas luhur sareng lapisan aktip SiC tanpa cacad.
-
a: Skématik tina fabrikasi platform bahan 4H-SiCOI.
-
b: Gambar wafer 4H-SiCOI 4 inci nganggo beungkeutan sareng ipis; zona cacad ditandaan.
-
c: Ketebalan uniformity characterization tina substrat 4H-SiCOI.
-
d: Gambar optik 4H-SiCOI paeh.
-
e: Aliran prosés pikeun nyieun resonator microdisk SiC.
-
f: SEM hiji resonator microdisk réngsé.
-
g: Enlarged SEM némbongkeun resonator sidewall; Inset AFM ngagambarkeun kelancaran permukaan skala nano.
-
h: Cross-sectional SEM illustrating parabolic ngawangun beungeut luhur.
FAQ on SICOI Wafers
Q1: Naon kaunggulan wafers SICOI gaduh leuwih wafers SiC tradisional?
A1: Beda sareng substrat SiC standar, wafer SICOI kalebet lapisan insulasi anu ngirangan kapasitansi parasit sareng arus bocor, ngarah kana efisiensi anu langkung luhur, réspon frekuensi anu langkung saé, sareng kinerja termal anu unggul.
Q2: Naon ukuran wafer biasana aya?
A2: SICOI wafers ilaharna dihasilkeun dina format 4 inci, 6 inci, jeung 8 inci, kalawan SiC ngaropéa sarta ketebalan lapisan insulating sadia gumantung kana sarat alat.
Q3: Industri mana anu paling nguntungkeun tina wafer SICOI?
A3: Industri konci kaasup éléktronika kakuatan pikeun kandaraan listrik, éléktronika RF pikeun jaringan 5G, MEMS pikeun sensor aerospace, sarta optoeléktronik kayaning LEDs UV.
Q4: Kumaha lapisan insulasi ningkatkeun kinerja alat?
A4: The insulating pilem (SiO₂ atanapi Si₃N₄) nyegah leakage arus jeung ngurangan listrik cross-talk, sangkan daya tahan tegangan luhur, switching leuwih efisien, sarta ngurangan leungitna panas.
Q5: Naha wafer SICOI cocog pikeun aplikasi suhu luhur?
A5: Sumuhun, kalawan konduktivitas termal tinggi na lalawanan saluareun 500 ° C, wafers SICOI dirancang pikeun fungsi reliably dina panas ekstrim na di lingkungan kasar.
Q6: Dupi SICOI wafers bisa ngaropéa?
A6: Leres pisan. Pabrikan nawiskeun desain anu cocog pikeun ketebalan khusus, tingkat doping, sareng kombinasi substrat pikeun nyumponan rupa-rupa panalungtikan sareng kabutuhan industri.










