Obleas SICOI (carburo de silicio sobre illante) Película de SiC sobre silicio

Descrición curta:

As obleas de carburo de silicio sobre illante (SICOI) son substratos semicondutores de última xeración que integran as propiedades físicas e electrónicas superiores do carburo de silicio (SiC) coas excepcionais características de illamento eléctrico dunha capa tampón illante, como o dióxido de silicio (SiO₂) ou o nitruro de silicio (Si₃N₄). Unha oblea SICOI típica consta dunha fina capa epitaxial de SiC, unha película illante intermedia e un substrato base de soporte, que pode ser de silicio ou de SiC.

Envíanos un correo electrónico

Características

Diagrama detallado

Introdución de obleas de carburo de silicio sobre illantes (SICOI)

Esta estrutura híbrida está deseñada para cumprir as esixentes demandas dos dispositivos electrónicos de alta potencia, alta frecuencia e alta temperatura. Ao incorporar unha capa illante, as obleas SICOI minimizan a capacitancia parasitaria e suprimen as correntes de fuga, garantindo así frecuencias de funcionamento máis altas, mellor eficiencia e unha mellor xestión térmica. Estes beneficios fan que sexan moi valiosas en sectores como os vehículos eléctricos, a infraestrutura de telecomunicacións 5G, os sistemas aeroespaciais, a electrónica de RF avanzada e as tecnoloxías de sensores MEMS.

Principio de produción de obleas SICOI

As obleas SICOI (carburo de silicio sobre illante) fabrícanse mediante un proceso avanzadoproceso de unión e adelgazamento de obleas:

Crecemento do substrato de SiC– Prepárase unha oblea de SiC monocristalina de alta calidade (4H/6H) como material doador.
Deposición de capas illantes– Fórmase unha película illante (SiO₂ ou Si₃N₄) na oblea portadora (Si ou SiC).
Unión de obleas– A oblea de SiC e a oblea portadora están unidas a alta temperatura ou con asistencia de plasma.
Adelgazamento e pulido– A oblea doadora de SiC adelgázase ata uns poucos micrómetros e púlese para conseguir unha superficie atomicamente lisa.
Inspección final– A oblea SICOI completada próbase para comprobar a uniformidade do grosor, a rugosidade da superficie e o rendemento do illamento.

A través deste proceso, uncapa fina activa de SiCcon excelentes propiedades eléctricas e térmicas combínase cunha película illante e un substrato de soporte, creando unha plataforma de alto rendemento para dispositivos de potencia e RF de próxima xeración.

Vantaxes principais das obleas SICOI

Categoría de funcións	Características técnicas	Beneficios principais
Estrutura do material	Capa activa 4H/6H-SiC + película illante (SiO₂/Si₃N₄) + soporte de Si ou SiC	Consigue un forte illamento eléctrico, reduce as interferencias parasitarias
Propiedades eléctricas	Alta resistencia á ruptura (>3 MV/cm), baixa perda dieléctrica	Optimizado para funcionamento de alta tensión e alta frecuencia
Propiedades térmicas	Condutividade térmica de ata 4,9 W/cm·K, estable por riba dos 500 °C	Disipación eficaz da calor, excelente rendemento baixo cargas térmicas severas
Propiedades mecánicas	Dureza extrema (Mohs 9,5), baixo coeficiente de expansión térmica	Robusto contra o estrés, mellora a lonxevidade do dispositivo
Calidade da superficie	Superficie ultrasuave (Ra <0,2 nm)	Promove a epitaxia sen defectos e a fabricación fiable de dispositivos
Illamento	Resistividade >10¹⁴ Ω·cm, baixa corrente de fuga	Funcionamento fiable en aplicacións de illamento de RF e alta tensión
Tamaño e personalización	Dispoñible en formatos de 4, 6 e 8 polgadas; grosor de SiC de 1 a 100 μm; illamento de 0,1 a 10 μm	Deseño flexible para diferentes requisitos de aplicación

Áreas principais de aplicación

Sector de aplicación	Casos de uso típicos	Vantaxes de rendemento
Electrónica de potencia	Inversores para vehículos eléctricos, estacións de carga, dispositivos de enerxía industriais	Alta tensión de ruptura, perda de conmutación reducida
Radiofrecuencia e 5G	Amplificadores de potencia de estación base, compoñentes de ondas milimétricas	Baixos parásitos, admite operacións no rango de GHz
Sensores MEMS	Sensores de presión para ambientes agresivos, MEMS de nivel de navegación	Alta estabilidade térmica, resistente á radiación
Aeroespacial e Defensa	Comunicacións por satélite, módulos de potencia de aviónica	Fiabilidade en temperaturas extremas e exposición á radiación
Rede intelixente	Convertidores HVDC, interruptores de estado sólido	O alto illamento minimiza a perda de enerxía
Optoelectrónica	LED UV, substratos láser	A alta calidade cristalina permite unha emisión de luz eficiente

Fabricación de 4H-SiCOI

A produción de obleas de 4H-SiCOI conséguese medianteprocesos de unión e adelgazamento de obleas, o que permite interfaces illantes de alta calidade e capas activas de SiC libres de defectos.

aEsquema da fabricación da plataforma de material 4H-SiCOI.
bImaxe dunha oblea de 4H-SiCOI de 4 polgadas mediante unión e adelgazamento; zonas de defecto marcadas.
cCaracterización da uniformidade do espesor do substrato 4H-SiCOI.
dImaxe óptica dun chip de 4H-SiCOI.
eFluxo do proceso para a fabricación dun resonador de microdiscos de SiC.
fSEM dun resonador de microdisco completado.
gSEM ampliado que mostra a parede lateral do resonador; o recadro de AFM representa a suavidade superficial a nanoescala.
hSEM de sección transversal que ilustra a superficie superior de forma parabólica.

Preguntas frecuentes sobre as obleas SICOI

P1: Que vantaxes teñen as obleas SICOI sobre as obleas tradicionais de SiC?
A1: A diferenza dos substratos de SiC estándar, as obleas SICOI inclúen unha capa illante que reduce a capacitancia parasitaria e as correntes de fuga, o que leva a unha maior eficiencia, unha mellor resposta de frecuencia e un rendemento térmico superior.

P2: Que tamaños de obleas adoitan estar dispoñibles?
R2: As obleas SICOI prodúcense habitualmente en formatos de 4 polgadas, 6 polgadas e 8 polgadas, con SiC personalizado e grosor da capa illante dispoñibles dependendo dos requisitos do dispositivo.

P3: Que industrias se benefician máis das obleas SICOI?
A3: Entre as industrias clave inclúense a electrónica de potencia para vehículos eléctricos, a electrónica de RF para redes 5G, os MEMS para sensores aeroespaciais e a optoelectrónica, como os LED UV.

P4: Como mellora a capa illante o rendemento do dispositivo?
A4: A película illante (SiO₂ ou Si₃N₄) impide as fugas de corrente e reduce a diafonía eléctrica, o que permite unha maior resistencia á tensión, unha conmutación máis eficiente e unha menor perda de calor.

P5: As obleas SICOI son axeitadas para aplicacións de alta temperatura?
R5: Si, cunha alta condutividade térmica e resistencia superior aos 500 °C, as obleas SICOI están deseñadas para funcionar de forma fiable en condicións de calor extrema e en ambientes agresivos.

P6: Pódense personalizar as obleas SICOI?
R6: Absolutamente. Os fabricantes ofrecen deseños personalizados para grosores específicos, niveis de dopaxe e combinacións de substratos para satisfacer diversas necesidades de investigación e industriais.

Anterior: Máquina de corte con fío de diamante para SiC | Zafiro | Cuarzo | Vidro

Seguinte: Serra de diamante multifío para materiais fráxiles ultraduros de zafiro SiC