Oblies SICOI (carbur de silici sobre aïllant) Pel·lícula de SiC sobre silici

Descripció breu:

Les oblies de carbur de silici sobre aïllant (SICOI) són substrats semiconductors de nova generació que integren les propietats físiques i electròniques superiors del carbur de silici (SiC) amb les excel·lents característiques d'aïllament elèctric d'una capa amortidora aïllant, com ara el diòxid de silici (SiO₂) o el nitrur de silici (Si₃N₄). Una oblia SICOI típica consisteix en una fina capa epitaxial de SiC, una pel·lícula aïllant intermèdia i un substrat base de suport, que pot ser de silici o SiC.

Envia'ns un correu electrònic

Característiques

Diagrama detallat

Introducció de les oblies de carbur de silici sobre aïllant (SICOI)

Aquesta estructura híbrida està dissenyada per satisfer les estrictes demandes dels dispositius electrònics d'alta potència, alta freqüència i alta temperatura. En incorporar una capa aïllant, les oblies SICOI minimitzen la capacitància paràsita i suprimeixen els corrents de fuita, garantint així freqüències de funcionament més altes, una millor eficiència i una millor gestió tèrmica. Aquests avantatges les fan molt valuoses en sectors com els vehicles elèctrics, la infraestructura de telecomunicacions 5G, els sistemes aeroespacials, l'electrònica de radiofreqüència avançada i les tecnologies de sensors MEMS.

Principi de producció de les oblies SICOI

Les oblies SICOI (carbur de silici sobre aïllant) es fabriquen mitjançant un procés avançatprocés d'unió i aprimament de les oblies:

Creixement del substrat de SiC– Es prepara una oblia de SiC monocristall d'alta qualitat (4H/6H) com a material donant.
Deposició de la capa aïllant– Es forma una pel·lícula aïllant (SiO₂ o Si₃N₄) sobre la làmina portadora (Si o SiC).
Unió de wafers– L'oblia de SiC i l'oblia portadora s'uneixen sota assistència d'alta temperatura o plasma.
Aprimament i poliment– L'oblea donant de SiC s'aprima fins a uns quants micròmetres i es poleix per aconseguir una superfície atòmicament llisa.
Inspecció final– L'oblea SICOI acabada es prova per a la uniformitat del gruix, la rugositat superficial i el rendiment d'aïllament.

A través d'aquest procés, uncapa fina activa de SiCamb excel·lents propietats elèctriques i tèrmiques es combina amb una pel·lícula aïllant i un substrat de suport, creant una plataforma d'alt rendiment per a dispositius d'energia i RF de nova generació.

Avantatges clau de les oblies SICOI

Categoria de funcions	Característiques tècniques	Beneficis principals
Estructura del material	Capa activa 4H/6H-SiC + pel·lícula aïllant (SiO₂/Si₃N₄) + portador de Si o SiC	Aconsegueix un fort aïllament elèctric, redueix les interferències parasitàries
Propietats elèctriques	Alta resistència a la ruptura (>3 MV/cm), baixa pèrdua dielèctrica	Optimitzat per a funcionament d'alta tensió i alta freqüència
Propietats tèrmiques	Conductivitat tèrmica fins a 4,9 W/cm·K, estable per sobre dels 500°C	Dissipació de calor eficaç, excel·lent rendiment sota càrregues tèrmiques dures
Propietats mecàniques	Duresa extrema (Mohs 9.5), baix coeficient de dilatació tèrmica	Robust contra l'estrès, millora la longevitat del dispositiu
Qualitat de la superfície	Superfície ultrallisa (Ra <0,2 nm)	Promou l'epitaxia sense defectes i la fabricació fiable de dispositius
Aïllament	Resistivitat >10¹⁴ Ω·cm, corrent de fuita baix	Funcionament fiable en aplicacions d'aïllament de RF i alta tensió
Mida i personalització	Disponible en formats de 4, 6 i 8 polzades; gruix de SiC d'1 a 100 μm; aïllament de 0,1 a 10 μm	Disseny flexible per a diferents requisits d'aplicació

Àrees d'aplicació principals

Sector d'aplicació	Casos d'ús típics	Avantatges de rendiment
Electrònica de potència	Inversors de vehicles elèctrics, estacions de càrrega, dispositius d'energia industrials	Alta tensió de ruptura, pèrdues de commutació reduïdes
Radiofreqüència i 5G	Amplificadors de potència d'estació base, components d'ones mil·limètriques	Paràsits baixos, admet operacions en el rang de GHz
Sensors MEMS	Sensors de pressió per a entorns durs, MEMS de nivell de navegació	Alta estabilitat tèrmica, resistent a la radiació
Aeroespacial i Defensa	Comunicacions per satèl·lit, mòduls de potència d'aviònica	Fiabilitat en temperatures extremes i exposició a la radiació
Xarxa intel·ligent	Convertidors HVDC, interruptors d'estat sòlid	L'alt aïllament minimitza les pèrdues de potència
Optoelectrònica	LED UV, substrats làser	L'alta qualitat cristal·lina afavoreix una emissió de llum eficient

Fabricació de 4H-SiCOI

La producció de oblies de 4H-SiCOI s'aconsegueix mitjançantprocessos d'unió i aprimament de les oblies, permetent interfícies aïllants d'alta qualitat i capes actives de SiC sense defectes.

aEsquema de la fabricació de la plataforma de material 4H-SiCOI.
bImatge d'una oblia 4H-SiCOI de 4 polzades mitjançant unió i aprimament; zones de defectes marcades.
cCaracterització de la uniformitat del gruix del substrat 4H-SiCOI.
dImatge òptica d'una matriu de 4H-SiCOI.
eFlux del procés per a la fabricació d'un ressonador de microdisc de SiC.
fSEM d'un ressonador de microdisc complet.
gSEM ampliat que mostra la paret lateral del ressonador; el requadre AFM representa la suavitat superficial a nanoescala.
hSEM de secció transversal que il·lustra la superfície superior de forma parabòlica.

Preguntes freqüents sobre les oblies SICOI

P1: Quins avantatges tenen les oblies SICOI respecte a les oblies tradicionals de SiC?
A1: A diferència dels substrats de SiC estàndard, les oblies SICOI inclouen una capa aïllant que redueix la capacitància paràsita i els corrents de fuita, cosa que comporta una major eficiència, una millor resposta de freqüència i un rendiment tèrmic superior.

P2: Quines mides d'oblies solen estar disponibles?
A2: Les oblies SICOI es produeixen habitualment en formats de 4 polzades, 6 polzades i 8 polzades, amb SiC personalitzat i gruix de capa aïllant disponible segons els requisits del dispositiu.

P3: Quines indústries es beneficien més de les oblies SICOI?
A3: Les indústries clau inclouen l'electrònica de potència per a vehicles elèctrics, l'electrònica de radiofreqüència per a xarxes 5G, els MEMS per a sensors aeroespacials i l'optoelectrònica com els LED UV.

P4: Com millora la capa aïllant el rendiment del dispositiu?
A4: La pel·lícula aïllant (SiO₂ o Si₃N₄) evita les fuites de corrent i redueix la diafonia elèctrica, cosa que permet una major resistència al voltatge, una commutació més eficient i una reducció de la pèrdua de calor.

P5: Les oblies SICOI són adequades per a aplicacions d'alta temperatura?
A5: Sí, amb una alta conductivitat tèrmica i resistència superior a 500 °C, les oblies SICOI estan dissenyades per funcionar de manera fiable sota calor extrema i en entorns durs.

P6: Es poden personalitzar les oblies SICOI?
A6: Absolutament. Els fabricants ofereixen dissenys a mida per a gruixos específics, nivells de dopatge i combinacions de substrats per satisfer diverses necessitats de recerca i industrials.

Anterior: Màquina de tall amb fil de diamant per a SiC | Safir | Quars | Vidre

Següent: Serradora de diamant multifilar per a materials fràgils ultradurs de safir SiC