رقاقة سيليكون عالية الأداء من نوع HPSI SiCOI مقاس 4.6 بوصة ذات رابطة كارهة للماء

رقاقة سيليكون عالية الأداء من نوع HPSI SiCOI مقاس 4.6 بوصة بتقنية الربط الهيدروفيلي (صورة مميزة)

وصف مختصر:

تُطوَّر رقائق السيليكون شبه العازلة عالية النقاء (HPSI) من نوع 4H-SiCOI باستخدام تقنيات ربط وترقيق متطورة. تُصنَّع هذه الرقائق بربط ركائز كربيد السيليكون 4H HPSI بطبقات أكسيد حراري عبر طريقتين رئيسيتين: الربط المباشر (المحب للماء) والربط المُنشَّط سطحيًا. تُدخل الطريقة الأخيرة طبقة وسيطة مُعدَّلة (مثل السيليكون غير المتبلور، أو أكسيد الألومنيوم، أو أكسيد التيتانيوم) لتحسين جودة الربط وتقليل الفقاعات، مما يجعلها مناسبة بشكل خاص للتطبيقات البصرية. يتم التحكم في سُمك طبقة كربيد السيليكون من خلال تقنية SmartCut القائمة على زرع الأيونات أو عمليات الطحن والتلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP). توفر تقنية SmartCut تجانسًا عالي الدقة في السُمك (من 50 نانومتر إلى 900 نانومتر بتجانس ±20 نانومتر)، ولكنها قد تُسبب تلفًا طفيفًا في البلورة نتيجة لزرع الأيونات، مما يؤثر على أداء الجهاز البصري. تُجنّب عمليات الطحن والتلميع الكيميائي الميكانيكي (CMP) تلف المواد، وهي مفضلة للأغشية السميكة (350 نانومتر - 500 ميكرومتر) وتطبيقات الحوسبة الكمومية أو الدوائر المتكاملة الضوئية، على الرغم من انخفاض تجانس السماكة (±100 نانومتر). تتميز رقائق السيليكون القياسية مقاس 6 بوصات بطبقة من كربيد السيليكون (SiC) بسماكة 1 ميكرومتر ±0.1 ميكرومتر فوق طبقة من ثاني أكسيد السيليكون (SiO2) بسماكة 3 ميكرومتر، على ركائز من السيليكون بسماكة 675 ميكرومتر، مع نعومة سطح استثنائية (Rq < 0.2 نانومتر). تلبي رقائق السيليكون عالية الأداء (HPSI SiCOI) احتياجات تصنيع الأجهزة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS) والدوائر المتكاملة الضوئية (PIC) والحوسبة الكمومية والأجهزة البصرية، بفضل جودة المواد الممتازة ومرونة العمليات.

أرسل لنا بريدًا إلكترونيًا

سمات

نظرة عامة على خصائص رقاقة السيليكون كاربايد على العازل (SiCOI)

رقائق SiCOI هي جيل جديد من ركائز أشباه الموصلات، تجمع بين كربيد السيليكون (SiC) وطبقة عازلة، غالباً ما تكون من ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) أو الياقوت، لتحسين الأداء في إلكترونيات الطاقة، والترددات الراديوية، والضوئيات. فيما يلي نظرة عامة مفصلة على خصائصها مصنفة في أقسام رئيسية:

ملكية	وصف
التركيب المادي	طبقة من كربيد السيليكون (SiC) ملتصقة بركيزة عازلة (عادةً SiO₂ أو الياقوت)
البنية البلورية	عادةً ما تكون من النوعين 4H أو 6H من كربيد السيليكون، والمعروفة بجودة بلورية عالية وتجانس.
الخصائص الكهربائية	مجال كهربائي عالي الانهيار (~3 ميجا فولت/سم)، فجوة نطاق واسعة (~3.26 إلكترون فولت لـ 4H-SiC)، تيار تسرب منخفض
الموصلية الحرارية	تتميز هذه التقنية بموصلية حرارية عالية (حوالي 300 واط/متر·كلفن)، مما يتيح تبديد الحرارة بكفاءة.
طبقة عازلة	توفر الطبقة العازلة (ثاني أكسيد السيليكون أو الياقوت) عزلاً كهربائياً وتقلل من السعة الطفيلية
الخواص الميكانيكية	صلابة عالية (حوالي 9 على مقياس موس)، وقوة ميكانيكية ممتازة، وثبات حراري
تشطيب السعر	تتميز عادةً بنعومة فائقة وكثافة عيوب منخفضة، مما يجعلها مناسبة لتصنيع الأجهزة.
التطبيقات	إلكترونيات الطاقة، وأجهزة الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS)، وأجهزة الترددات اللاسلكية، وأجهزة الاستشعار التي تتطلب تحملًا عاليًا لدرجات الحرارة والجهد.

تمثل رقائق SiCOI (كربيد السيليكون على عازل) بنية ركيزة أشباه موصلات متطورة، تتكون من طبقة رقيقة عالية الجودة من كربيد السيليكون (SiC) ملتصقة بطبقة عازلة، عادةً ما تكون ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) أو الياقوت. يُعرف كربيد السيليكون بأنه شبه موصل ذو فجوة نطاق واسعة، ويتميز بقدرته على تحمل الفولتية العالية ودرجات الحرارة المرتفعة، بالإضافة إلى موصليته الحرارية الممتازة وصلابته الميكانيكية الفائقة، مما يجعله مثاليًا للتطبيقات الإلكترونية عالية الطاقة والتردد ودرجة الحرارة.

توفر الطبقة العازلة في رقائق السيليكون والكوبالت والإنديوم عزلاً كهربائياً فعالاً، مما يقلل بشكل كبير من السعة الطفيلية وتيارات التسريب بين الأجهزة، وبالتالي يعزز أداء الجهاز وموثوقيته بشكل عام. يتم صقل سطح الرقاقة بدقة متناهية لتحقيق نعومة فائقة مع أقل قدر من العيوب، بما يلبي المتطلبات الصارمة لتصنيع الأجهزة على المستويين الميكروي والنانوي.

لا تُحسّن هذه البنية المادية الخصائص الكهربائية لأجهزة كربيد السيليكون فحسب، بل تُعزز أيضًا إدارة الحرارة والاستقرار الميكانيكي بشكل كبير. ونتيجةً لذلك، تُستخدم رقائق SiCOI على نطاق واسع في إلكترونيات الطاقة، ومكونات الترددات الراديوية، ومستشعرات الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة، والإلكترونيات عالية الحرارة. وبشكل عام، تجمع رقائق SiCOI بين الخصائص الفيزيائية الاستثنائية لكربيد السيليكون ومزايا العزل الكهربائي لطبقة عازلة، مما يوفر أساسًا مثاليًا للجيل القادم من أجهزة أشباه الموصلات عالية الأداء.

تطبيق رقاقة SiCOI

أجهزة إلكترونيات الطاقة

مفاتيح الجهد العالي والطاقة العالية، وموسفتات، وثنائيات

استفد من فجوة النطاق الواسعة لـ SiC، وجهد الانهيار العالي، والاستقرار الحراري

تقليل فقد الطاقة وتحسين الكفاءة في أنظمة تحويل الطاقة

مكونات الترددات الراديوية (RF)

الترانزستورات والمضخمات عالية التردد

تعمل السعة الطفيلية المنخفضة الناتجة عن الطبقة العازلة على تحسين أداء الترددات الراديوية

مناسب لأنظمة الاتصالات والرادار من الجيل الخامس

الأنظمة الكهروميكانيكية الدقيقة (MEMS)

أجهزة الاستشعار والمحركات التي تعمل في بيئات قاسية

تساهم المتانة الميكانيكية والخمول الكيميائي في إطالة عمر الجهاز

يشمل ذلك أجهزة استشعار الضغط، ومقاييس التسارع، وأجهزة الجيروسكوب.

الإلكترونيات ذات درجة الحرارة العالية

إلكترونيات لتطبيقات السيارات والفضاء والصناعة

يعمل بشكل موثوق في درجات حرارة مرتفعة حيث يفشل السيليكون

الأجهزة الضوئية

التكامل مع المكونات الكهروضوئية على ركائز عازلة

يُمكّن من استخدام الفوتونيات على الرقاقة مع إدارة حرارية محسّنة

أسئلة وأجوبة حول رقاقة SiCOI

س:ما هي رقاقة SiCOI؟

أ:رقاقة SiCOI هي اختصار لرقاقة كربيد السيليكون على العازل. وهي نوع من ركائز أشباه الموصلات حيث تُربط طبقة رقيقة من كربيد السيليكون (SiC) بطبقة عازلة، عادةً ما تكون ثاني أكسيد السيليكون (SiO₂) أو أحيانًا الياقوت. يشبه هذا التركيب في مفهومه رقائق السيليكون على العازل (SOI) المعروفة، ولكنه يستخدم كربيد السيليكون بدلًا من السيليكون.