Kaki ya SiCOI inchi 4 inchi 6 HPSI SiC SiO2 Si muundo wa subatrate

Maelezo Fupi:

Karatasi hii inawasilisha muhtasari wa kina wa kaki za Silicon Carbide-on-Insulator (SiCOI), ikilenga hasa sehemu ndogo za inchi 4 na inchi 6 zilizo na tabaka za silicon carbide (SiC) zenye ubora wa juu zilizounganishwa kwenye silicon dioksidi (SiO₂) tabaka za juu za kuhami za silicon (SiO₂). Muundo wa SiCOI unachanganya sifa za kipekee za umeme, mafuta, na mitambo ya SiC na faida za kutengwa kwa umeme za safu ya oksidi na usaidizi wa kiufundi wa substrate ya silicon. Kutumia HPSI SiC huongeza utendakazi wa kifaa kwa kupunguza upitishaji wa substrate na kupunguza hasara za vimelea, na kufanya kaki hizi kuwa bora kwa matumizi ya nishati ya juu, ya masafa ya juu na ya halijoto ya juu. Mchakato wa uundaji, sifa za nyenzo, na faida za kimuundo za usanidi huu wa safu nyingi hujadiliwa, ikisisitiza umuhimu wake kwa kizazi kijacho cha mifumo ya umeme ya nguvu na mifumo mikroelectromechanical (MEMS). Utafiti huo pia unalinganisha mali na utumizi unaowezekana wa vifurushi vya SiCOI vya inchi 4 na inchi 6, ukiangazia uwezekano na matarajio ya ujumuishaji wa vifaa vya hali ya juu vya semiconductor.

Tutumie barua pepe

Vipengele

Muundo wa kaki ya SiCOI

HPB (Mshikamano wa Utendaji wa Juu) BIC (Mzunguko Uliounganishwa Uliounganishwa) na SOD (teknolojia ya Silicon-on-Diamond au Silicon-on-Insulator-kama teknolojia). Inajumuisha:

Vipimo vya Utendaji:

Huorodhesha vigezo kama vile usahihi, aina za makosa (km, "Hakuna kosa," "Umbali wa thamani"), na vipimo vya unene (km, "Unene wa Tabaka la Moja kwa Moja/kilo").

Jedwali lenye thamani za nambari (huenda vigezo vya majaribio au vya kuchakata) chini ya vichwa kama vile "ADDR/SYGBDT," "10/0," n.k.

Data ya Unene wa Tabaka:

Maingizo mengi yanayojirudia yenye lebo "L1 Unene (A)" hadi "L270 Unene (A)" (huenda ikawa Ångströms, 1 Å = 0.1 nm).

Inapendekeza muundo wa safu nyingi na udhibiti sahihi wa unene kwa kila safu, kawaida katika kaki za juu za semicondukta.

Muundo wa Kaki wa SiCOI

SiCOI (Silicon Carbide kwenye Insulator) ni muundo wa kaki maalumu unaochanganya silicon carbudi (SiC) na safu ya kuhami joto, sawa na SOI (Silicon-on-Insulator) lakini iliyoboreshwa kwa matumizi ya nguvu ya juu/joto la juu. Vipengele muhimu:

Muundo wa Tabaka:

Safu ya Juu: Silicon Carbide ya fuwele Moja (SiC) kwa uhamaji wa juu wa elektroni na uthabiti wa joto.

Insulator Iliyozikwa: Kwa kawaida SiO₂ (oksidi) au almasi (katika SOD) ili kupunguza uwezo wa vimelea na kuboresha kutengwa.

Sehemu ndogo ya Msingi: Silicon au polycrystalline SiC kwa usaidizi wa kiufundi

SiCOI mali ya kaki

Sifa za Umeme Mkondo Mpana (3.2 eV kwa 4H-SiC):Huwasha voltage ya juu ya kuvunjika (>10× juu kuliko silicon).Hupunguza mikondo ya kuvuja, kuboresha ufanisi katika vifaa vya nishati.

Uhamaji wa Juu wa Elektroni:~900 cm²/V·s (4H-SiC) dhidi ya ~1,400 cm²/V·s (Si), lakini utendakazi bora wa eneo la juu.

Upinzani mdogo:Transistors zenye msingi wa SiCOI (kwa mfano, MOSFET) zinaonyesha hasara ndogo za upitishaji.

Insulation bora:Oksidi iliyozikwa (SiO₂) au safu ya almasi hupunguza uwezo wa vimelea na mazungumzo.

Sifa za jotoUendeshaji wa Kiwango cha Juu cha Joto:SiC (~490 W/m·K kwa 4H-SiC) dhidi ya Si (~150 W/m·K).Almasi (ikiwa inatumika kama kihami) inaweza kuzidi 2,000 W/m·K, hivyo basi kuimarisha utengano wa joto.

Utulivu wa Joto:Hufanya kazi kwa uhakika kwa >300°C (dhidi ya ~150°C kwa silikoni).Hupunguza mahitaji ya kupoeza katika umeme wa umeme.

3. Sifa za Mitambo na KemikaliUgumu Uliokithiri (~9.5 Mohs):Hustahimili uchakavu, na kufanya SiCOI kudumu kwa mazingira magumu.

Ukosefu wa Kemikali:Inastahimili oksidi na kutu, hata katika hali ya tindikali/alkali.

Upanuzi wa Chini wa Joto:Inalingana vizuri na vifaa vingine vya joto la juu (kwa mfano, GaN).

4. Manufaa ya Kimuundo (dhidi ya Bulk SiC au SOI)

Hasara zilizopunguzwa za Substrate:Safu ya kuhami huzuia uvujaji wa sasa kwenye substrate.

Utendaji ulioboreshwa wa RF:Uwezo wa chini wa vimelea huwezesha kubadili haraka (muhimu kwa vifaa vya 5G/mmWave).

Muundo Unaobadilika:Safu nyembamba ya SiC inaruhusu kuongeza ubora wa kifaa (kwa mfano, chaneli nyembamba sana kwenye transistors).

Ikilinganisha na SOI & Bulk SiC

Mali	SiCOI	SOI (Si/SiO₂/Si)	Wingi SiC
Bandgap	3.2 eV (SiC)	1.1 eV (Si)	3.2 eV (SiC)
Uendeshaji wa joto	Juu (SiC + almasi)	Chini (SiO₂ hupunguza mtiririko wa joto)	Juu (SiC pekee)
Kuvunjika kwa Voltage	Juu Sana	Wastani	Juu Sana
Gharama	Juu zaidi	Chini	Juu zaidi (SiC safi)

Maombi ya kaki ya SiCOI

Elektroniki za Nguvu
Kaki za SiCOI hutumiwa sana katika vifaa vya semicondukta zenye voltage ya juu na zenye nguvu nyingi kama vile MOSFET, diodi za Schottky, na swichi za nguvu. Mkondo mpana na volteji ya juu ya kuvunjika ya SiC huwezesha ubadilishaji wa nishati kwa ufanisi na hasara iliyopunguzwa na utendakazi ulioimarishwa wa joto.

Vifaa vya Redio Frequency (RF).
Safu ya kuhami joto katika kaki za SiCOI hupunguza uwezo wa vimelea, na kuzifanya zinafaa kwa transistors za masafa ya juu na amplifiers zinazotumika katika mawasiliano ya simu, rada na teknolojia ya 5G.

Mifumo mikroelectromechanical (MEMS)
Kaki za SiCOI hutoa jukwaa thabiti la kuunda vitambuzi na viamilisho vya MEMS ambavyo vinafanya kazi kwa uhakika katika mazingira magumu kutokana na hali ya kemikali ya SiC na nguvu za kiufundi.

Elektroniki za Joto la Juu
SiCOI huwezesha vifaa vya elektroniki ambavyo hudumisha utendakazi na kutegemewa kwa viwango vya joto vilivyoinuka, kunufaisha utumizi wa magari, anga, na viwandani ambapo vifaa vya kawaida vya silicon vinashindwa.

Vifaa vya Photonic na Optoelectronic
Mchanganyiko wa sifa za macho za SiC na safu ya kuhami huwezesha ushirikiano wa nyaya za picha na usimamizi ulioimarishwa wa joto.

Elektroniki Iliyoimarishwa na Mionzi
Kwa sababu ya ustahimilivu wa asili wa mionzi ya SiC, kaki za SiCOI ni bora kwa matumizi ya nafasi na nyuklia zinazohitaji vifaa vinavyostahimili mazingira ya mionzi ya juu.

Maswali na Majibu ya kaki ya SiCOI

Q1: Kaki ya SiCOI ni nini?

A: SiCOI inasimama kwa Silicon Carbide-on-Insulator. Ni muundo wa kaki wa semiconductor ambapo safu nyembamba ya silicon carbide (SiC) inaunganishwa kwenye safu ya kuhami (kawaida dioksidi ya silicon, SiO₂), ambayo inaungwa mkono na substrate ya silicon. Muundo huu unachanganya sifa bora za SiC na kutengwa kwa umeme kutoka kwa insulator.

Q2: Je, ni faida gani kuu za kaki za SiCOI?

J: Faida kuu ni pamoja na voltage ya juu ya kuvunjika, bandgap pana, conductivity bora ya mafuta, ugumu wa mitambo ya juu, na kupunguza uwezo wa vimelea kutokana na safu ya kuhami joto. Hii husababisha utendakazi bora wa kifaa, ufanisi na kutegemewa.

Q3: Ni matumizi gani ya kawaida ya kaki za SiCOI?

J: Zinatumika katika umeme wa umeme, vifaa vya RF vya masafa ya juu, vitambuzi vya MEMS, vifaa vya elektroniki vya halijoto ya juu, vifaa vya kupiga picha na vifaa vya kielektroniki vilivyoimarishwa na mionzi.