SICOI (سلڪون ڪاربائيڊ آن انسوليٽر) ويفرز SiC فلم آن سلڪون
تفصيلي ڊاگرام
سلڪون ڪاربائيڊ آن انسوليٽر (SICOI) ويفرز جو تعارف
سلڪون ڪاربائيڊ آن انسوليٽر (SICOI) ويفر ايندڙ نسل جا سيمي ڪنڊڪٽر سبسٽريٽ آهن جيڪي سلڪون ڪاربائيڊ (SiC) جي اعليٰ جسماني ۽ اليڪٽرانڪ خاصيتن کي هڪ انسوليٽنگ بفر پرت جي شاندار برقي آئسوليشن خاصيتن سان ضم ڪن ٿا، جهڙوڪ سلڪون ڊاءِ آڪسائيڊ (SiO₂) يا سلڪون نائٽرائڊ (Si₃N₄). هڪ عام SICOI ويفر ۾ هڪ پتلي ايپيٽيڪسيل SiC پرت، هڪ وچولي انسوليٽنگ فلم، ۽ هڪ سپورٽنگ بيس سبسٽريٽ شامل آهي، جيڪو يا ته سلڪون يا SiC ٿي سگهي ٿو.
هي هائبرڊ ڍانچو اعليٰ طاقت، اعليٰ تعدد، ۽ اعليٰ درجه حرارت واري اليڪٽرانڪ ڊوائيسز جي سخت گهرجن کي پورو ڪرڻ لاءِ انجنيئر ڪيو ويو آهي. هڪ انسوليٽنگ پرت کي شامل ڪندي، SICOI ويفرز پيراسائيٽڪ ڪيپيسٽينس کي گھٽ ڪن ٿا ۽ ليڪيج ڪرنٽ کي دٻائين ٿا، انهي ڪري اعليٰ آپريٽنگ فريڪوئنسي، بهتر ڪارڪردگي، ۽ بهتر حرارتي انتظام کي يقيني بڻائين ٿا. اهي فائدا انهن کي برقي گاڏين، 5G ٽيليڪميونيڪيشن انفراسٽرڪچر، ايرو اسپيس سسٽم، جديد آر ايف اليڪٽرانڪس، ۽ MEMS سينسر ٽيڪنالاجي جهڙن شعبن ۾ انتهائي قيمتي بڻائين ٿا.
SICOI ويفرز جي پيداوار جو اصول
SICOI (سلڪون ڪاربائڊ آن انسوليٽر) ويفرز هڪ ترقي يافته ذريعي تيار ڪيا ويندا آهنويفر بانڊنگ ۽ ٿلهو ڪرڻ جو عمل:
-
سي سي سبسٽريٽ واڌ- هڪ اعليٰ معيار جو سنگل ڪرسٽل SiC ويفر (4H/6H) ڊونر مواد جي طور تي تيار ڪيو ويندو آهي.
-
موصلي پرت جمع ڪرڻ- ڪيريئر ويفر (Si يا SiC) تي هڪ موصل فلم (SiO₂ يا Si₃N₄) ٺهيل آهي.
-
ويفر بانڊنگ- SiC ويفر ۽ ڪيريئر ويفر تيز گرمي پد يا پلازما جي مدد سان هڪٻئي سان ڳنڍيل آهن.
-
ٿلهو ڪرڻ ۽ پالش ڪرڻ- SiC ڊونر ويفر کي ڪجهه مائڪرو ميٽرن تائين ٿلهو ڪيو ويندو آهي ۽ ايٽمي طور تي هموار مٿاڇري حاصل ڪرڻ لاءِ پالش ڪيو ويندو آهي.
-
آخري چڪاس- مڪمل ٿيل SICOI ويفر کي ٿلهي جي هڪجهڙائي، مٿاڇري جي خرابي، ۽ موصليت جي ڪارڪردگي لاءِ جانچيو ويندو آهي.
هن عمل ذريعي، هڪپتلي فعال SiC پرتبهترين برقي ۽ حرارتي خاصيتن سان گڏ هڪ انسوليٽنگ فلم ۽ هڪ سپورٽ سبسٽريٽ سان گڏ ڪيو ويو آهي، جيڪو ايندڙ نسل جي پاور ۽ آر ايف ڊوائيسز لاءِ هڪ اعليٰ ڪارڪردگي وارو پليٽ فارم ٺاهيندو آهي.
SICOI ويفرز جا اهم فائدا
| خصوصيت جي ڪيٽيگري | ٽيڪنيڪل خاصيتون | بنيادي فائدا |
|---|---|---|
| مواد جي بناوت | 4H/6H-SiC فعال پرت + موصل فلم (SiO₂/Si₃N₄) + Si يا SiC ڪيريئر | مضبوط برقي اڪيلائي حاصل ڪري ٿو، پرجيتي مداخلت گھٽائي ٿو |
| بجلي جون خاصيتون | وڌيڪ بريڪ ڊائون طاقت (> 3 MV/cm)، گهٽ ڊائي اليڪٽرڪ نقصان | هاءِ وولٽيج ۽ هاءِ فريڪوئنسي آپريشن لاءِ بهتر ڪيل |
| حرارتي خاصيتون | حرارتي چالکائي 4.9 W/cm·K تائين، 500°C کان مٿي مستحڪم | اثرائتي گرمي جي خاتمي، سخت حرارتي لوڊ هيٺ بهترين ڪارڪردگي |
| مشيني خاصيتون | انتهائي سختي (موهس 9.5)، حرارتي توسيع جو گهٽ گنجائش | دٻاءُ جي خلاف مضبوط، ڊوائيس جي ڊگهي عمر وڌائي ٿو |
| مٿاڇري جي معيار | انتهائي هموار مٿاڇري (Ra <0.2 nm) | خرابي کان پاڪ ايپيٽيڪسي ۽ قابل اعتماد ڊوائيس جي ٺاھڻ کي فروغ ڏئي ٿو. |
| موصليت | مزاحمت > 10¹⁴ Ω·cm، گهٽ ليڪيج ڪرنٽ | آر ايف ۽ هاءِ وولٽيج آئسوليشن ايپليڪيشنن ۾ قابل اعتماد آپريشن |
| سائيز ۽ ڪسٽمائيزيشن | 4، 6، ۽ 8 انچ فارميٽ ۾ موجود آهي؛ SiC ٿولهه 1–100 μm؛ موصليت 0.1–10 μm | مختلف ايپليڪيشن گهرجن لاءِ لچڪدار ڊيزائن |
بنيادي ايپليڪيشن ايرياز
| ايپليڪيشن سيڪٽر | عام استعمال جا ڪيس | ڪارڪردگي جا فائدا |
|---|---|---|
| پاور اليڪٽرانڪس | اي وي انورٽر، چارجنگ اسٽيشن، صنعتي بجلي جا آلات | هاءِ بريڪ ڊائون وولٽيج، گھٽ سوئچنگ نقصان |
| آر ايف ۽ 5 جي | بيس اسٽيشن پاور ايمپليفائر، مليميٽر-ويو جزا | گھٽ پيراسائٽڪس، GHz-رينج آپريشنز کي سپورٽ ڪري ٿو |
| ايم اي ايم ايس سينسرز | سخت ماحولياتي دٻاءُ سينسر، نيويگيشن گريڊ MEMS | اعلي حرارتي استحڪام، تابڪاري جي مزاحمتي |
| خلائي ۽ دفاع | سيٽلائيٽ ڪميونيڪيشن، ايويونڪس پاور ماڊلز | انتهائي گرمي پد ۽ تابڪاري جي نمائش ۾ اعتبار |
| سمارٽ گرڊ | ايڇ وي ڊي سي ڪنورٽر، سالڊ اسٽيٽ سرڪٽ بريڪر | اعليٰ موصليت بجلي جي نقصان کي گھٽائي ٿي |
| آپٽو اليڪٽرانڪس | يو وي ايل اي ڊي، ليزر سبسٽريٽ | اعليٰ ڪرسٽل معيار موثر روشني جي اخراج جي حمايت ڪري ٿو |
4H-SiCOI جي تياري
4H-SiCOI ويفرز جي پيداوار ذريعي حاصل ڪئي ويندي آهيويفر بانڊنگ ۽ ٿلهائي جا عمل، اعليٰ معيار جي موصلي انٽرفيس ۽ خرابي کان پاڪ SiC فعال پرتن کي فعال ڪرڻ.
-
a: 4H-SiCOI مادي پليٽ فارم جي ٺاھڻ جو خاڪو.
-
b: بانڊنگ ۽ ٿننگ استعمال ڪندي 4 انچ 4H-SiCOI ويفر جي تصوير؛ خرابي وارا علائقا نشان لڳل.
-
c: 4H-SiCOI سبسٽريٽ جي ٿلهي هڪجهڙائي جي خاصيت.
-
d: 4H-SiCOI ڊائي جي آپٽيڪل تصوير.
-
e: هڪ SiC مائڪرو ڊسڪ ريزونيٽر ٺاهڻ لاءِ عمل جو وهڪرو.
-
f: هڪ مڪمل ٿيل مائڪرو ڊسڪ ريزونيٽر جو SEM.
-
g: وڌايل SEM گونج ڪندڙ سائڊ وال ڏيکاري ٿو؛ AFM انسيٽ نانو اسڪيل مٿاڇري جي همواريت کي ظاهر ڪري ٿو.
-
h: پارابولڪ شڪل واري مٿئين مٿاڇري کي ڏيکاريندڙ ڪراس-سيڪشنل SEM.
SICOI ويفرز تي اڪثر پڇيا ويندڙ سوال
سوال 1: روايتي SiC ويفرز جي ڀيٽ ۾ SICOI ويفرز جا ڪهڙا فائدا آهن؟
A1: معياري SiC سبسٽريٽس جي برعڪس، SICOI ويفرز ۾ هڪ انسوليٽنگ پرت شامل آهي جيڪا پيراسائيٽڪ ڪيپيسٽينس ۽ ليڪيج ڪرنٽ کي گهٽائي ٿي، جنهن جي ڪري اعليٰ ڪارڪردگي، بهتر فريڪوئنسي ردعمل، ۽ اعليٰ حرارتي ڪارڪردگي ٿئي ٿي.
سوال 2: عام طور تي ڪهڙا ويفر سائيز موجود هوندا آهن؟
A2: SICOI ويفر عام طور تي 4 انچ، 6 انچ، ۽ 8 انچ فارميٽ ۾ تيار ڪيا ويندا آهن، جن ۾ ڪسٽمائيزڊ SiC ۽ انسوليٽنگ پرت جي ٿولهه موجود هوندي آهي جيڪا ڊوائيس جي گهرجن جي لحاظ کان موجود هوندي آهي.
سوال 3: ڪهڙيون صنعتون SICOI ويفرز مان سڀ کان وڌيڪ فائدو حاصل ڪن ٿيون؟
A3: اهم صنعتن ۾ برقي گاڏين لاءِ پاور اليڪٽرانڪس، 5G نيٽ ورڪن لاءِ آر ايف اليڪٽرانڪس، ايرو اسپيس سينسرز لاءِ ايم اي ايم ايس، ۽ يو وي ايل اي ڊي جهڙا آپٽو اليڪٽرانڪس شامل آهن.
سوال 4: انسوليٽنگ پرت ڊوائيس جي ڪارڪردگي کي ڪيئن بهتر بڻائي ٿي؟
A4: انسوليٽنگ فلم (SiO₂ يا Si₃N₄) ڪرنٽ جي رساو کي روڪي ٿي ۽ بجلي جي ڪراس ٽاڪ کي گھٽائي ٿي، وڌيڪ وولٽيج برداشت، وڌيڪ موثر سوئچنگ، ۽ گرمي جي نقصان کي گھٽائي ٿي.
سوال 5: ڇا SICOI ويفرز اعليٰ درجه حرارت جي استعمال لاءِ مناسب آهن؟
A5: ها، 500°C کان وڌيڪ گرمي پد ۽ مزاحمت سان، SICOI ويفرز کي انتهائي گرمي پد ۽ سخت ماحول ۾ قابل اعتماد طريقي سان ڪم ڪرڻ لاءِ ٺاهيو ويو آهي.
سوال 6: ڇا SICOI ويفرز کي ترتيب ڏئي سگهجي ٿو؟
A6: بلڪل. ٺاهيندڙ مختلف تحقيق ۽ صنعتي ضرورتن کي پورو ڪرڻ لاءِ مخصوص ٿولهه، ڊوپنگ ليول، ۽ سبسٽريٽ جي ميلاپ لاءِ ٺهيل ڊيزائن پيش ڪن ٿا.
