แผ่นเวเฟอร์ HPSI SiCOI ขนาด 4.6 นิ้ว แบบยึดติดด้วยสารกันน้ำ

แผ่นเวเฟอร์ HPSI SiCOI ขนาด 4.6 นิ้ว แบบยึดติดด้วยสารไฮโดรโฟลิก (ภาพประกอบ)

คำอธิบายโดยย่อ:

แผ่นเวเฟอร์ 4H-SiCOI ที่มีความบริสุทธิ์สูงและเป็นฉนวน (HPSI) ถูกพัฒนาขึ้นโดยใช้เทคโนโลยีการเชื่อมและการทำให้บางขั้นสูง แผ่นเวเฟอร์เหล่านี้ผลิตขึ้นโดยการเชื่อมแผ่นรองพื้นซิลิคอนคาร์ไบด์ 4H HPSI เข้ากับชั้นออกไซด์ความร้อนด้วยสองวิธีหลัก ได้แก่ การเชื่อมแบบไฮโดรฟิลิก (โดยตรง) และการเชื่อมแบบกระตุ้นพื้นผิว วิธีหลังนี้จะใช้ชั้นปรับปรุงระดับกลาง (เช่น ซิลิคอนอสัณฐาน อะลูมิเนียมออกไซด์ หรือไทเทเนียมออกไซด์) เพื่อปรับปรุงคุณภาพการเชื่อมและลดฟองอากาศ เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านออปติก การควบคุมความหนาของชั้นซิลิคอนคาร์ไบด์ทำได้โดยกระบวนการ SmartCut ที่ใช้การฝังไอออน หรือกระบวนการเจียรและการขัดเงา CMP SmartCut ให้ความแม่นยำสูงในเรื่องความหนาสม่ำเสมอ (50 นาโนเมตร–900 นาโนเมตร โดยมีความสม่ำเสมอ ±20 นาโนเมตร) แต่การฝังไอออนอาจทำให้เกิดความเสียหายเล็กน้อยต่อผลึก ซึ่งส่งผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ออปติก การเจียรและการขัดเงา CMP หลีกเลี่ยงความเสียหายของวัสดุ และเป็นที่นิยมสำหรับฟิล์มที่หนากว่า (350 นาโนเมตร–500 ไมโครเมตร) และการใช้งานด้านควอนตัมหรือ PIC แม้ว่าจะมีความสม่ำเสมอของความหนาน้อยกว่า (±100 นาโนเมตร) เวเฟอร์ขนาดมาตรฐาน 6 นิ้ว ประกอบด้วยชั้น SiC หนา 1 µm ±0.1 µm บนชั้น SiO2 หนา 3 µm บนพื้นผิว Si หนา 675 µm ที่มีพื้นผิวเรียบเป็นพิเศษ (Rq < 0.2 nm) เวเฟอร์ HPSI SiCOI เหล่านี้เหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์ MEMS, PIC, ควอนตัม และอุปกรณ์ออปติก ด้วยคุณภาพวัสดุที่ยอดเยี่ยมและความยืดหยุ่นของกระบวนการผลิต

ส่งอีเมลถึงเรา

คุณสมบัติ

ภาพรวมคุณสมบัติของแผ่นเวเฟอร์ SiCOI (ซิลิคอนคาร์ไบด์บนฉนวน)

แผ่นเวเฟอร์ SiCOI เป็นวัสดุพื้นฐานเซมิคอนดักเตอร์รุ่นใหม่ที่ผสมผสานซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) เข้ากับชั้นฉนวน ซึ่งมักจะเป็น SiO₂ หรือแซฟไฟร์ เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพในด้านอิเล็กทรอนิกส์กำลัง วิทยุความถี่สูง และโฟโตนิกส์ ด้านล่างนี้คือภาพรวมโดยละเอียดของคุณสมบัติของแผ่นเวเฟอร์ SiCOI โดยแบ่งเป็นหมวดหมู่หลัก:

คุณสมบัติ	คำอธิบาย
ส่วนประกอบของวัสดุ	ชั้นซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ที่ยึดติดบนพื้นผิวฉนวน (โดยทั่วไปคือ SiO₂ หรือแซฟไฟร์)
โครงสร้างผลึก	โดยทั่วไปคือโพลีไทป์ 4H หรือ 6H ของ SiC ซึ่งขึ้นชื่อเรื่องคุณภาพและความสม่ำเสมอของผลึกสูง
คุณสมบัติทางไฟฟ้า	สนามไฟฟ้าที่ทนการแตกตัวสูง (~3 MV/cm), ช่องว่างพลังงานกว้าง (~3.26 eV สำหรับ 4H-SiC), กระแสรั่วไหลต่ำ
การนำความร้อน	มีค่าการนำความร้อนสูง (~300 วัตต์/เมตร·เคลวิน) ทำให้สามารถระบายความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ชั้นไดอิเล็กทริก	ชั้นฉนวน (SiO₂ หรือแซฟไฟร์) ช่วยป้องกันการนำไฟฟ้าและลดค่าความจุแฝง
คุณสมบัติทางกล	มีความแข็งสูง (ระดับ 9 โมห์ส) มีความแข็งแรงเชิงกลดีเยี่ยม และมีเสถียรภาพทางความร้อนสูง
การตกแต่งพื้นผิว	โดยทั่วไปจะมีผิวเรียบเนียนเป็นพิเศษและมีความหนาแน่นของข้อบกพร่องต่ำ เหมาะสำหรับการผลิตอุปกรณ์
แอปพลิเคชัน	อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง อุปกรณ์ MEMS อุปกรณ์ RF เซ็นเซอร์ที่ต้องการความทนทานต่ออุณหภูมิและแรงดันไฟฟ้าสูง

แผ่นเวเฟอร์ SiCOI (ซิลิคอนคาร์ไบด์บนฉนวน) เป็นโครงสร้างพื้นผิวเซมิคอนดักเตอร์ขั้นสูง ประกอบด้วยชั้นบางๆ ของซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) คุณภาพสูงที่ยึดติดอยู่บนชั้นฉนวน ซึ่งโดยทั่วไปคือซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO₂) หรือแซฟไฟร์ ซิลิคอนคาร์ไบด์เป็นเซมิคอนดักเตอร์ที่มีช่องว่างพลังงานกว้าง มีคุณสมบัติทนต่อแรงดันไฟฟ้าสูงและอุณหภูมิสูง พร้อมด้วยการนำความร้อนที่ดีเยี่ยมและความแข็งเชิงกลที่เหนือกว่า ทำให้เหมาะสำหรับงานอิเล็กทรอนิกส์ที่ต้องการกำลังสูง ความถี่สูง และอุณหภูมิสูง

ชั้นฉนวนในแผ่นเวเฟอร์ SiCOI ให้การแยกทางไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพ ลดความจุปรสิตและกระแสรั่วไหลระหว่างอุปกรณ์ได้อย่างมาก จึงช่วยเพิ่มประสิทธิภาพและความน่าเชื่อถือโดยรวมของอุปกรณ์ พื้นผิวของเวเฟอร์ได้รับการขัดเงาอย่างแม่นยำเพื่อให้ได้ความเรียบเนียนเป็นพิเศษโดยมีข้อบกพร่องน้อยที่สุด ตรงตามข้อกำหนดที่เข้มงวดของการผลิตอุปกรณ์ระดับไมโครและนาโน

โครงสร้างวัสดุนี้ไม่เพียงแต่ปรับปรุงคุณสมบัติทางไฟฟ้าของอุปกรณ์ SiC เท่านั้น แต่ยังช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการจัดการความร้อนและความเสถียรทางกลอย่างมาก ส่งผลให้แผ่นเวเฟอร์ SiCOI ถูกนำไปใช้อย่างแพร่หลายในอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังสูง ส่วนประกอบความถี่วิทยุ (RF) เซ็นเซอร์ระบบไมโครอิเล็กโทรเมคานิกส์ (MEMS) และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิสูง โดยรวมแล้ว แผ่นเวเฟอร์ SiCOI ผสมผสานคุณสมบัติทางกายภาพที่ยอดเยี่ยมของซิลิคอนคาร์ไบด์เข้ากับข้อดีของการแยกทางไฟฟ้าของชั้นฉนวน ทำให้เป็นพื้นฐานที่เหมาะสมสำหรับอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ประสิทธิภาพสูงรุ่นต่อไป

การใช้งานเวเฟอร์ SiCOI

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลัง

สวิตช์แรงดันสูงและกำลังสูง, MOSFET และไดโอด

ได้รับประโยชน์จากคุณสมบัติเด่นของ SiC เช่น แบนด์แกปกว้าง แรงดันพังทลายสูง และเสถียรภาพทางความร้อน

ลดการสูญเสียพลังงานและเพิ่มประสิทธิภาพในระบบแปลงพลังงาน

ส่วนประกอบความถี่วิทยุ (RF)

ทรานซิสเตอร์และแอมพลิฟายเออร์ความถี่สูง

ค่าความจุปรสิตต่ำเนื่องจากชั้นฉนวนช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ RF

เหมาะสำหรับระบบสื่อสาร 5G และระบบเรดาร์

ระบบไมโครอิเล็กโทรเมคานิกส์ (MEMS)

เซ็นเซอร์และแอคทูเอเตอร์ที่ทำงานในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง

ความแข็งแรงทางกลและความเฉื่อยทางเคมีช่วยยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์

ประกอบด้วยเซ็นเซอร์วัดแรงดัน เซ็นเซอร์วัดความเร่ง และไจโรสโคป

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อุณหภูมิสูง

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์สำหรับยานยนต์ การบินและอวกาศ และการใช้งานในอุตสาหกรรม

สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือในอุณหภูมิสูงที่วัสดุซิลิคอนไม่สามารถทำงานได้

อุปกรณ์โฟโตนิกส์

การบูรณาการกับส่วนประกอบออปโตอิเล็กทรอนิกส์บนพื้นผิวฉนวน

ช่วยให้สามารถใช้งานโฟโตนิกส์บนชิปได้ พร้อมการจัดการความร้อนที่ดีขึ้น

คำถามและคำตอบเกี่ยวกับเวเฟอร์ SiCOI

ถาม:เวเฟอร์ SiCOI คืออะไร

A:แผ่นเวเฟอร์ SiCOI ย่อมาจาก Silicon Carbide-on-Insulator wafer ซึ่งเป็นแผ่นเวเฟอร์เซมิคอนดักเตอร์ชนิดหนึ่งที่ประกอบด้วยชั้นบางๆ ของซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ยึดติดอยู่บนชั้นฉนวน ซึ่งโดยทั่วไปคือซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO₂) หรือบางครั้งก็เป็นแซฟไฟร์ โครงสร้างนี้มีหลักการคล้ายกับแผ่นเวเฟอร์ Silicon-on-Insulator (SOI) ที่รู้จักกันดี แต่ใช้ SiC แทนซิลิคอน