SiCOI ਵੇਫਰ 4 ਇੰਚ 6 ਇੰਚ HPSI SiC SiO2 Si ਸਬੈਟਰੇਟ ਬਣਤਰ
SiCOI ਵੇਫਰ ਦੀ ਬਣਤਰ
HPB (ਹਾਈ-ਪਰਫਾਰਮੈਂਸ ਬਾਂਡਿੰਗ) BIC (ਬਾਂਡੇਡ ਇੰਟੀਗ੍ਰੇਟਿਡ ਸਰਕਟ) ਅਤੇ SOD (ਸਿਲੀਕਾਨ-ਆਨ-ਡਾਇਮੰਡ ਜਾਂ ਸਿਲੀਕਾਨ-ਆਨ-ਇੰਸੂਲੇਟਰ ਵਰਗੀ ਤਕਨਾਲੋਜੀ)। ਇਸ ਵਿੱਚ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ:
ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਮੈਟ੍ਰਿਕਸ:
ਸ਼ੁੱਧਤਾ, ਗਲਤੀ ਕਿਸਮਾਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, "ਕੋਈ ਗਲਤੀ ਨਹੀਂ," "ਮੁੱਲ ਦੂਰੀ"), ਅਤੇ ਮੋਟਾਈ ਮਾਪ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, "ਸਿੱਧੀ-ਪਰਤ ਮੋਟਾਈ/ਕਿਲੋਗ੍ਰਾਮ") ਵਰਗੇ ਮਾਪਦੰਡਾਂ ਦੀ ਸੂਚੀ ਦਿੰਦਾ ਹੈ।
"ADDR/SYGBDT," "10/0," ਆਦਿ ਸਿਰਲੇਖਾਂ ਹੇਠ ਸੰਖਿਆਤਮਕ ਮੁੱਲਾਂ (ਸੰਭਵ ਤੌਰ 'ਤੇ ਪ੍ਰਯੋਗਾਤਮਕ ਜਾਂ ਪ੍ਰਕਿਰਿਆ ਮਾਪਦੰਡ) ਵਾਲੀ ਇੱਕ ਸਾਰਣੀ।
ਪਰਤ ਮੋਟਾਈ ਡੇਟਾ:
"L1 ਮੋਟਾਈ (A)" ਤੋਂ "L270 ਮੋਟਾਈ (A)" ਲੇਬਲ ਵਾਲੀਆਂ ਵਿਆਪਕ ਦੁਹਰਾਉਣ ਵਾਲੀਆਂ ਐਂਟਰੀਆਂ (ਸੰਭਾਵਤ ਤੌਰ 'ਤੇ Ångströms ਵਿੱਚ, 1 Å = 0.1 nm)।
ਹਰੇਕ ਪਰਤ ਲਈ ਸਟੀਕ ਮੋਟਾਈ ਨਿਯੰਤਰਣ ਦੇ ਨਾਲ ਇੱਕ ਬਹੁ-ਪਰਤੀ ਬਣਤਰ ਦਾ ਸੁਝਾਅ ਦਿੰਦਾ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਉੱਨਤ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਵੇਫਰਾਂ ਵਿੱਚ ਆਮ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
SiCOI ਵੇਫਰ ਢਾਂਚਾ
SiCOI (ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ ਆਨ ਇੰਸੂਲੇਟਰ) ਇੱਕ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ ਵੇਫਰ ਬਣਤਰ ਹੈ ਜੋ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (SiC) ਨੂੰ ਇੱਕ ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਪਰਤ ਨਾਲ ਜੋੜਦੀ ਹੈ, ਜੋ SOI (ਸਿਲੀਕਾਨ-ਆਨ-ਇੰਸੂਲੇਟਰ) ਦੇ ਸਮਾਨ ਹੈ ਪਰ ਉੱਚ-ਪਾਵਰ/ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਹੈ। ਮੁੱਖ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ:
ਪਰਤ ਰਚਨਾ:
ਉੱਪਰਲੀ ਪਰਤ: ਉੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ ਅਤੇ ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ ਲਈ ਸਿੰਗਲ-ਕ੍ਰਿਸਟਲ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (SiC)।
ਦੱਬਿਆ ਹੋਇਆ ਇੰਸੂਲੇਟਰ: ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ SiO₂ (ਆਕਸਾਈਡ) ਜਾਂ ਹੀਰਾ (SOD ਵਿੱਚ) ਪਰਜੀਵੀ ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਣ ਅਤੇ ਆਈਸੋਲੇਸ਼ਨ ਨੂੰ ਬਿਹਤਰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ।
ਬੇਸ ਸਬਸਟ੍ਰੇਟ: ਮਕੈਨੀਕਲ ਸਹਾਇਤਾ ਲਈ ਸਿਲੀਕਾਨ ਜਾਂ ਪੌਲੀਕ੍ਰਿਸਟਲਾਈਨ SiC
SiCOI ਵੇਫਰ ਦੀਆਂ ਵਿਸ਼ੇਸ਼ਤਾਵਾਂ
ਬਿਜਲੀ ਦੇ ਗੁਣ ਵਾਈਡ ਬੈਂਡਗੈਪ (4H-SiC ਲਈ 3.2 eV): ਉੱਚ ਬ੍ਰੇਕਡਾਊਨ ਵੋਲਟੇਜ (>ਸਿਲੀਕਾਨ ਨਾਲੋਂ 10× ਵੱਧ) ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ। ਲੀਕੇਜ ਕਰੰਟ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ, ਪਾਵਰ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਵਿੱਚ ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਉੱਚ ਇਲੈਕਟ੍ਰੌਨ ਗਤੀਸ਼ੀਲਤਾ:~900 cm²/V·s (4H-SiC) ਬਨਾਮ ~1,400 cm²/V·s (Si), ਪਰ ਬਿਹਤਰ ਹਾਈ-ਫੀਲਡ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ।
ਘੱਟ ਰੋਧਕ:SiCOI-ਅਧਾਰਿਤ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, MOSFETs) ਘੱਟ ਸੰਚਾਲਨ ਨੁਕਸਾਨ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਿਤ ਕਰਦੇ ਹਨ।
ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਇਨਸੂਲੇਸ਼ਨ:ਦੱਬਿਆ ਹੋਇਆ ਆਕਸਾਈਡ (SiO₂) ਜਾਂ ਹੀਰੇ ਦੀ ਪਰਤ ਪਰਜੀਵੀ ਸਮਰੱਥਾ ਅਤੇ ਕਰਾਸਸਟਾਲਕ ਨੂੰ ਘੱਟ ਤੋਂ ਘੱਟ ਕਰਦੀ ਹੈ।
- ਥਰਮਲ ਗੁਣਉੱਚ ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ: SiC (~490 W/m·K 4H-SiC ਲਈ) ਬਨਾਮ Si (~150 W/m·K)। ਹੀਰਾ (ਜੇਕਰ ਇੰਸੂਲੇਟਰ ਵਜੋਂ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ) 2,000 W/m·K ਤੋਂ ਵੱਧ ਹੋ ਸਕਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਗਰਮੀ ਦਾ ਨਿਕਾਸ ਵਧਦਾ ਹੈ।
ਥਰਮਲ ਸਥਿਰਤਾ:>300°C (ਬਨਾਮ ਸਿਲੀਕਾਨ ਲਈ ~150°C) 'ਤੇ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ ਨਾਲ ਕੰਮ ਕਰਦਾ ਹੈ। ਪਾਵਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਕੂਲਿੰਗ ਲੋੜਾਂ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦਾ ਹੈ।
3. ਮਕੈਨੀਕਲ ਅਤੇ ਰਸਾਇਣਕ ਗੁਣਬਹੁਤ ਜ਼ਿਆਦਾ ਕਠੋਰਤਾ (~9.5 Mohs): ਪਹਿਨਣ ਦਾ ਵਿਰੋਧ ਕਰਦਾ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ SiCOI ਕਠੋਰ ਵਾਤਾਵਰਣਾਂ ਲਈ ਟਿਕਾਊ ਬਣਦਾ ਹੈ।
ਰਸਾਇਣਕ ਜੜਤਾ:ਤੇਜ਼ਾਬੀ/ਖਾਰੀ ਸਥਿਤੀਆਂ ਵਿੱਚ ਵੀ, ਆਕਸੀਕਰਨ ਅਤੇ ਖੋਰ ਦਾ ਵਿਰੋਧ ਕਰਦਾ ਹੈ।
ਘੱਟ ਥਰਮਲ ਵਿਸਥਾਰ:ਹੋਰ ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਵਾਲੀਆਂ ਸਮੱਗਰੀਆਂ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ GaN) ਨਾਲ ਚੰਗੀ ਤਰ੍ਹਾਂ ਮੇਲ ਖਾਂਦਾ ਹੈ।
4. ਢਾਂਚਾਗਤ ਫਾਇਦੇ (ਬਨਾਮ ਥੋਕ SiC ਜਾਂ SOI)
ਘਟਾਏ ਗਏ ਸਬਸਟਰੇਟ ਨੁਕਸਾਨ:ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਪਰਤ ਸਬਸਟਰੇਟ ਵਿੱਚ ਕਰੰਟ ਲੀਕੇਜ ਨੂੰ ਰੋਕਦੀ ਹੈ।
ਬਿਹਤਰ RF ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ:ਘੱਟ ਪਰਜੀਵੀ ਸਮਰੱਥਾ ਤੇਜ਼ ਸਵਿਚਿੰਗ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦੀ ਹੈ (5G/mmWave ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਲਈ ਉਪਯੋਗੀ)।
ਲਚਕਦਾਰ ਡਿਜ਼ਾਈਨ:ਪਤਲੀ SiC ਸਿਖਰਲੀ ਪਰਤ ਅਨੁਕੂਲਿਤ ਡਿਵਾਈਸ ਸਕੇਲਿੰਗ (ਜਿਵੇਂ ਕਿ, ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਵਿੱਚ ਅਤਿ-ਪਤਲੇ ਚੈਨਲ) ਦੀ ਆਗਿਆ ਦਿੰਦੀ ਹੈ।
SOI ਅਤੇ ਥੋਕ SiC ਨਾਲ ਤੁਲਨਾ
| ਜਾਇਦਾਦ | ਸੀਸੀਓਆਈ | SOI (Si/SiO₂/Si) | ਥੋਕ SiC |
| ਬੈਂਡਗੈਪ | 3.2 eV (SiC) | 1.1 eV (Si) | 3.2 eV (SiC) |
| ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ | ਉੱਚ (SiC + ਹੀਰਾ) | ਘੱਟ (SiO₂ ਗਰਮੀ ਦੇ ਪ੍ਰਵਾਹ ਨੂੰ ਸੀਮਤ ਕਰਦਾ ਹੈ) | ਉੱਚ (ਸਿਰਫ਼ SiC) |
| ਬਰੇਕਡਾਊਨ ਵੋਲਟੇਜ | ਬਹੁਤ ਉੱਚਾ | ਦਰਮਿਆਨਾ | ਬਹੁਤ ਉੱਚਾ |
| ਲਾਗਤ | ਉੱਚਾ | ਹੇਠਲਾ | ਸਭ ਤੋਂ ਉੱਚਾ (ਸ਼ੁੱਧ SiC) |
SiCOI ਵੇਫਰ ਦੇ ਉਪਯੋਗ
ਪਾਵਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ
SiCOI ਵੇਫਰਾਂ ਨੂੰ ਉੱਚ-ਵੋਲਟੇਜ ਅਤੇ ਉੱਚ-ਪਾਵਰ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਯੰਤਰਾਂ ਜਿਵੇਂ ਕਿ MOSFETs, Schottky diodes, ਅਤੇ ਪਾਵਰ ਸਵਿੱਚਾਂ ਵਿੱਚ ਵਿਆਪਕ ਤੌਰ 'ਤੇ ਵਰਤਿਆ ਜਾਂਦਾ ਹੈ। SiC ਦਾ ਚੌੜਾ ਬੈਂਡਗੈਪ ਅਤੇ ਉੱਚ ਬ੍ਰੇਕਡਾਊਨ ਵੋਲਟੇਜ ਘੱਟ ਨੁਕਸਾਨ ਅਤੇ ਵਧੇ ਹੋਏ ਥਰਮਲ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਦੇ ਨਾਲ ਕੁਸ਼ਲ ਪਾਵਰ ਪਰਿਵਰਤਨ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ।
ਰੇਡੀਓ ਫ੍ਰੀਕੁਐਂਸੀ (RF) ਡਿਵਾਈਸਾਂ
SiCOI ਵੇਫਰਾਂ ਵਿੱਚ ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਪਰਤ ਪਰਜੀਵੀ ਸਮਰੱਥਾ ਨੂੰ ਘਟਾਉਂਦੀ ਹੈ, ਜਿਸ ਨਾਲ ਉਹ ਦੂਰਸੰਚਾਰ, ਰਾਡਾਰ ਅਤੇ 5G ਤਕਨਾਲੋਜੀਆਂ ਵਿੱਚ ਵਰਤੇ ਜਾਣ ਵਾਲੇ ਉੱਚ-ਆਵਿਰਤੀ ਟਰਾਂਜ਼ਿਸਟਰਾਂ ਅਤੇ ਐਂਪਲੀਫਾਇਰ ਲਈ ਢੁਕਵੇਂ ਬਣਦੇ ਹਨ।
ਮਾਈਕ੍ਰੋਇਲੈਕਟ੍ਰੋਮੈਕਨੀਕਲ ਸਿਸਟਮ (MEMS)
SiCOI ਵੇਫਰ MEMS ਸੈਂਸਰਾਂ ਅਤੇ ਐਕਚੁਏਟਰਾਂ ਨੂੰ ਬਣਾਉਣ ਲਈ ਇੱਕ ਮਜ਼ਬੂਤ ਪਲੇਟਫਾਰਮ ਪ੍ਰਦਾਨ ਕਰਦੇ ਹਨ ਜੋ SiC ਦੀ ਰਸਾਇਣਕ ਜੜਤਾ ਅਤੇ ਮਕੈਨੀਕਲ ਤਾਕਤ ਦੇ ਕਾਰਨ ਕਠੋਰ ਵਾਤਾਵਰਣ ਵਿੱਚ ਭਰੋਸੇਯੋਗ ਢੰਗ ਨਾਲ ਕੰਮ ਕਰਦੇ ਹਨ।
ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ
SiCOI ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਨੂੰ ਸਮਰੱਥ ਬਣਾਉਂਦਾ ਹੈ ਜੋ ਉੱਚੇ ਤਾਪਮਾਨਾਂ 'ਤੇ ਪ੍ਰਦਰਸ਼ਨ ਅਤੇ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ ਨੂੰ ਬਣਾਈ ਰੱਖਦੇ ਹਨ, ਆਟੋਮੋਟਿਵ, ਏਰੋਸਪੇਸ ਅਤੇ ਉਦਯੋਗਿਕ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਨੂੰ ਲਾਭ ਪਹੁੰਚਾਉਂਦੇ ਹਨ ਜਿੱਥੇ ਰਵਾਇਤੀ ਸਿਲੀਕਾਨ ਉਪਕਰਣ ਅਸਫਲ ਹੋ ਜਾਂਦੇ ਹਨ।
ਫੋਟੋਨਿਕ ਅਤੇ ਆਪਟੋਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕ ਡਿਵਾਈਸਾਂ
SiC ਦੇ ਆਪਟੀਕਲ ਗੁਣਾਂ ਅਤੇ ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਪਰਤ ਦਾ ਸੁਮੇਲ ਵਧੇ ਹੋਏ ਥਰਮਲ ਪ੍ਰਬੰਧਨ ਦੇ ਨਾਲ ਫੋਟੋਨਿਕ ਸਰਕਟਾਂ ਦੇ ਏਕੀਕਰਨ ਦੀ ਸਹੂਲਤ ਦਿੰਦਾ ਹੈ।
ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ-ਕਠੋਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ
SiC ਦੀ ਅੰਦਰੂਨੀ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਸਹਿਣਸ਼ੀਲਤਾ ਦੇ ਕਾਰਨ, SiCOI ਵੇਫਰ ਸਪੇਸ ਅਤੇ ਨਿਊਕਲੀਅਰ ਐਪਲੀਕੇਸ਼ਨਾਂ ਲਈ ਆਦਰਸ਼ ਹਨ ਜਿਨ੍ਹਾਂ ਨੂੰ ਉੱਚ-ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ ਵਾਤਾਵਰਣ ਦਾ ਸਾਹਮਣਾ ਕਰਨ ਵਾਲੇ ਡਿਵਾਈਸਾਂ ਦੀ ਲੋੜ ਹੁੰਦੀ ਹੈ।
SiCOI ਵੇਫਰ ਦੇ ਸਵਾਲ ਅਤੇ ਜਵਾਬ
Q1: SiCOI ਵੇਫਰ ਕੀ ਹੈ?
A: SiCOI ਦਾ ਅਰਥ ਹੈ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ-ਆਨ-ਇੰਸੂਲੇਟਰ। ਇਹ ਇੱਕ ਸੈਮੀਕੰਡਕਟਰ ਵੇਫਰ ਬਣਤਰ ਹੈ ਜਿੱਥੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਕਾਰਬਾਈਡ (SiC) ਦੀ ਇੱਕ ਪਤਲੀ ਪਰਤ ਇੱਕ ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਪਰਤ (ਆਮ ਤੌਰ 'ਤੇ ਸਿਲੀਕਾਨ ਡਾਈਆਕਸਾਈਡ, SiO₂) ਨਾਲ ਜੁੜੀ ਹੁੰਦੀ ਹੈ, ਜੋ ਕਿ ਇੱਕ ਸਿਲੀਕਾਨ ਸਬਸਟਰੇਟ ਦੁਆਰਾ ਸਮਰਥਤ ਹੁੰਦੀ ਹੈ। ਇਹ ਬਣਤਰ SiC ਦੇ ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਗੁਣਾਂ ਨੂੰ ਇੰਸੂਲੇਟਰ ਤੋਂ ਇਲੈਕਟ੍ਰੀਕਲ ਆਈਸੋਲੇਸ਼ਨ ਨਾਲ ਜੋੜਦੀ ਹੈ।
Q2: SiCOI ਵੇਫਰਾਂ ਦੇ ਮੁੱਖ ਫਾਇਦੇ ਕੀ ਹਨ?
A: ਮੁੱਖ ਫਾਇਦਿਆਂ ਵਿੱਚ ਉੱਚ ਬ੍ਰੇਕਡਾਊਨ ਵੋਲਟੇਜ, ਚੌੜਾ ਬੈਂਡਗੈਪ, ਸ਼ਾਨਦਾਰ ਥਰਮਲ ਚਾਲਕਤਾ, ਉੱਤਮ ਮਕੈਨੀਕਲ ਕਠੋਰਤਾ, ਅਤੇ ਇੰਸੂਲੇਟਿੰਗ ਪਰਤ ਦੇ ਕਾਰਨ ਘਟੀ ਹੋਈ ਪਰਜੀਵੀ ਸਮਰੱਥਾ ਸ਼ਾਮਲ ਹਨ। ਇਸ ਨਾਲ ਡਿਵਾਈਸ ਦੀ ਕਾਰਗੁਜ਼ਾਰੀ, ਕੁਸ਼ਲਤਾ ਅਤੇ ਭਰੋਸੇਯੋਗਤਾ ਵਿੱਚ ਸੁਧਾਰ ਹੁੰਦਾ ਹੈ।
Q3: SiCOI ਵੇਫਰਾਂ ਦੇ ਆਮ ਉਪਯੋਗ ਕੀ ਹਨ?
A: ਇਹਨਾਂ ਦੀ ਵਰਤੋਂ ਪਾਵਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ, ਉੱਚ-ਆਵਿਰਤੀ RF ਡਿਵਾਈਸਾਂ, MEMS ਸੈਂਸਰਾਂ, ਉੱਚ-ਤਾਪਮਾਨ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ, ਫੋਟੋਨਿਕ ਡਿਵਾਈਸਾਂ, ਅਤੇ ਰੇਡੀਏਸ਼ਨ-ਕਠੋਰ ਇਲੈਕਟ੍ਰਾਨਿਕਸ ਵਿੱਚ ਕੀਤੀ ਜਾਂਦੀ ਹੈ।
ਵਿਸਤ੍ਰਿਤ ਚਿੱਤਰ
