เวเฟอร์ HPSI SiCOI ขนาด 4 นิ้ว พันธะไฮโดรโฟลิก
ภาพรวมคุณสมบัติของเวเฟอร์ SiCOI (ซิลิกอนคาร์ไบด์บนฉนวน)
เวเฟอร์ SiCOI เป็นแผ่นรองรับสารกึ่งตัวนำรุ่นใหม่ที่ผสมผสานซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เข้ากับชั้นฉนวน ซึ่งมักเป็น SiO₂ หรือแซฟไฟร์ เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง RF และโฟโตนิกส์ ด้านล่างนี้คือภาพรวมโดยละเอียดเกี่ยวกับคุณสมบัติของเวเฟอร์ ซึ่งจัดอยู่ในหมวดหมู่หลัก:
| คุณสมบัติ | คำอธิบาย |
| องค์ประกอบของวัสดุ | ชั้นซิลิกอนคาร์ไบด์ (SiC) ที่ยึดติดบนพื้นผิวฉนวน (โดยทั่วไปคือ SiO₂ หรือแซฟไฟร์) |
| โครงสร้างผลึก | โดยทั่วไปแล้วจะเป็นโพลีไทป์ 4H หรือ 6H ของ SiC ซึ่งขึ้นชื่อในเรื่องคุณภาพผลึกสูงและความสม่ำเสมอ |
| คุณสมบัติทางไฟฟ้า | สนามไฟฟ้าพังทลายสูง (~3 MV/cm), แบนด์แก๊ปกว้าง (~3.26 eV สำหรับ 4H-SiC), กระแสไฟรั่วต่ำ |
| การนำความร้อน | การนำความร้อนสูง (~300 W/m·K) ช่วยให้ระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ |
| ชั้นไดอิเล็กทริก | ชั้นฉนวน (SiO₂ หรือแซฟไฟร์) ทำหน้าที่แยกไฟฟ้าและลดความจุปรสิต |
| คุณสมบัติเชิงกล | ความแข็งสูง (~9 โมห์สเกล) ความแข็งแรงเชิงกลดีเยี่ยม และเสถียรภาพทางความร้อน |
| การเคลือบผิว | โดยทั่วไปแล้วจะมีความเรียบเนียนเป็นพิเศษพร้อมความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำ เหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์ |
| แอปพลิเคชัน | อิเล็กทรอนิกส์กำลัง, อุปกรณ์ MEMS, อุปกรณ์ RF, เซ็นเซอร์ที่ต้องทนต่ออุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าสูง |
เวเฟอร์ SiCOI (ซิลิคอนคาร์ไบด์บนฉนวน) เป็นโครงสร้างสารตั้งต้นของสารกึ่งตัวนำขั้นสูง ประกอบด้วยชั้นบางๆ ของซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) คุณภาพสูงที่ยึดติดบนชั้นฉนวน ซึ่งโดยทั่วไปคือซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO₂) หรือแซฟไฟร์ ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นสารกึ่งตัวนำที่มีแบนด์แก็ปกว้าง ซึ่งขึ้นชื่อเรื่องความสามารถในการทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงและอุณหภูมิสูง พร้อมด้วยคุณสมบัติการนำความร้อนที่ดีเยี่ยมและความแข็งเชิงกลที่เหนือกว่า จึงเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านอิเล็กทรอนิกส์ที่มีกำลังไฟฟ้าสูง ความถี่สูง และอุณหภูมิสูง
ชั้นฉนวนในเวเฟอร์ SiCOI ให้การแยกทางไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ ช่วยลดความจุและกระแสไฟฟ้ารั่วระหว่างอุปกรณ์ได้อย่างมาก จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือโดยรวมของอุปกรณ์ พื้นผิวเวเฟอร์ได้รับการขัดเงาอย่างแม่นยำเพื่อให้ได้ความเรียบเนียนเป็นพิเศษและมีข้อบกพร่องน้อยที่สุด ตอบสนองความต้องการที่เข้มงวดในการผลิตอุปกรณ์ในระดับไมโครและนาโน
โครงสร้างวัสดุนี้ไม่เพียงแต่ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ SiC เท่านั้น แต่ยังช่วยปรับปรุงการจัดการความร้อนและเสถียรภาพเชิงกลได้อย่างมาก ด้วยเหตุนี้ เวเฟอร์ SiCOI จึงถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง ส่วนประกอบความถี่วิทยุ (RF) เซ็นเซอร์ระบบไมโครอิเล็กโตรแมคคานิกส์ (MEMS) และอิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิสูง โดยรวมแล้ว เวเฟอร์ SiCOI ผสานคุณสมบัติทางกายภาพอันโดดเด่นของซิลิกอนคาร์ไบด์เข้ากับคุณสมบัติการแยกทางไฟฟ้าของชั้นฉนวน จึงถือเป็นรากฐานที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ประสิทธิภาพสูงรุ่นต่อไป
การประยุกต์ใช้เวเฟอร์ SiCOI
อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง
สวิตช์แรงดันสูงและกำลังสูง MOSFET และไดโอด
ได้รับประโยชน์จากแบนด์แก๊ปกว้างของ SiC แรงดันพังทลายสูง และเสถียรภาพทางความร้อน
ลดการสูญเสียพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพในระบบแปลงพลังงาน
ส่วนประกอบความถี่วิทยุ (RF)
ทรานซิสเตอร์ความถี่สูงและเครื่องขยายเสียง
ความจุปรสิตต่ำเนื่องจากชั้นฉนวนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ RF
เหมาะสำหรับระบบการสื่อสารและเรดาร์ 5G
ระบบไมโครอิเล็กโตรแมคคานิกส์ (MEMS)
เซ็นเซอร์และแอคชูเอเตอร์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง
ความทนทานทางกลและความเฉื่อยทางเคมีช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์
ประกอบด้วยเซ็นเซอร์วัดแรงดัน เครื่องวัดความเร่ง และไจโรสโคป
อิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิสูง
อิเล็กทรอนิกส์สำหรับยานยนต์ อวกาศ และการใช้งานทางอุตสาหกรรม
ทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในอุณหภูมิสูงซึ่งซิลิกอนล้มเหลว
อุปกรณ์โฟโตนิกส์
การบูรณาการกับส่วนประกอบออปโตอิเล็กทรอนิกส์บนพื้นผิวฉนวน
เปิดใช้งานโฟโตนิกส์บนชิปพร้อมการจัดการความร้อนที่ได้รับการปรับปรุง
คำถามและคำตอบของเวเฟอร์ SiCOI
ถาม：เวเฟอร์ SiCOI คืออะไร
ก：เวเฟอร์ SiCOI ย่อมาจาก Silicon Carbide-on-Insulator wafer เป็นสารตั้งต้นของสารกึ่งตัวนำชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยชั้นบางๆ ของซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ยึดติดอยู่บนชั้นฉนวน ซึ่งโดยทั่วไปคือซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO₂) หรือบางครั้งอาจเป็นแซฟไฟร์ โครงสร้างนี้มีแนวคิดคล้ายคลึงกับเวเฟอร์ Silicon-on-Insulator (SOI) ที่รู้จักกันดี แต่ใช้ SiC แทนซิลิคอน
รูปภาพ
