SiC-on Insulator SiCOI Substrate ความสามารถในการนําไฟสูง ระยะความกว้าง

เปิดตัว

ซิลิคอนคาร์ไบด์ออนไอโซเลเตอร์ (SiCOI) หนังบางเป็นวัสดุประกอบนวัตกรรม โดยทั่วไปผลิตโดยการฝากชั้นบางซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) คุณภาพสูงขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะเจาะจง) บนสับสราตซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2). SiC เป็นที่รู้จักกันดีสําหรับความสามารถในการนําความร้อนที่โดดเด่น ความแรงดันการทําลายที่สูง และความทนทานทางเคมีที่โดดเด่น เมื่อรวมกับชั้นกันหนาววัสดุนี้สามารถพร้อมกันตอบสนองความต้องการที่ต้องการของพลังงานสูง, ความถี่สูง และอุณหภูมิสูง
                                                               

หลักการ

การผลิตฟิล์มบาง SiCOI สามารถบรรลุได้โดยใช้กระบวนการที่สอดคล้องกับ CMOS เช่น การตัดยอนและการผูกพัน โดยทําให้สามารถบูรณาการได้อย่างต่อเนื่องกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่

กระบวนการตัดยอน
กระบวนการ หนึ่ง มี พื้นฐาน จาก การ ตัด อิออน (Smart Cut) และ การ โอน แผ่น SiC ต่อ ไป โดย การ ติดต่อ ผง.เทคนิคนี้ได้ถูกนําไปใช้ในการผลิตขนาดใหญ่ของซิลิคอน-บน - insulator (SOI)อย่างไรก็ตามในการใช้งาน SiC การฝังไอออนสามารถนําเสนอความเสียหายที่ไม่สามารถฟื้นฟูโดยการเผาร้อน ส่งผลให้มีการสูญเสียที่มากเกินไปในโครงสร้างโฟตอนการผสมผสานทางอุณหภูมิสูงเกิน 1000 °C ไม่เสมอไปจะสอดคล้องกับความต้องการของกระบวนการบางอย่าง.

 
เพื่อแก้ปัญหาเหล่านี้, การบดและเทคนิคการเคลือบกลไกทางเคมี (CMP) สามารถใช้เพื่อกระจัด SiC / SiO2 - Si ผสมผูกตรงไปยัง < 1 μm, สร้างผิวเรียบ.การลดน้ําหนักต่อ ๆ ไปสามารถบรรลุได้ด้วยการถักยอนปฏิกิริยา (RIE), ซึ่งลดการสูญเสียในโครงสร้าง SiCOI เป็นอย่างน้อย. นอกจากนี้ CMP ที่ได้รับการสนับสนุนจากการออกซิเดชั่นแบบเปียกได้พิสูจน์ว่าสามารถลดความหยาบของผิวและการสูญเสียการกระจายได้อย่างมีประสิทธิภาพขณะที่ความร้อนสูงสามารถปรับปรุงคุณภาพของกระดาษ.
                                                                 

เทคโนโลยีการเชื่อมโยงแผ่น
วิธีการเตรียมอีกวิธีหนึ่งคือเทคโนโลยีการผูกแผ่นซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้แรงกดระหว่างซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) และซิลิคอน (Si) และใช้ชั้นการออกซิเดนทางความร้อนของสองซิลิคอน. อย่างไรก็ตาม ชั้นออกซิเดนความร้อนของ SiC อาจทําให้เกิดความบกพร่องในท้องถิ่นที่อินเตอร์เฟซ SiC - oxide ความบกพร่องเหล่านี้อาจนําไปสู่การเพิ่มการสูญเสียทางออปติก หรือการสร้างหลุมติดชาร์จนอกจากนี้, ชั้นซิลิคอนไดออกไซด์บน SiC ปกติถูกเตรียมโดยการฝากควายเคมีที่เพิ่มพูนจากพลาสมา (PECVD) และกระบวนการนี้อาจทําให้เกิดปัญหาโครงสร้างบางอย่าง

 
เพื่อแก้ปัญหาด้านบน กระบวนการผลิตชิป 3C - SiCOI ใหม่ได้ถูกเสนอ ซึ่งใช้กระบวนการผูก anodic ร่วมกับแก้ว borosilicateโดยอนุรักษ์ฟังก์ชันทั้งหมดของซิลิคอนไมโครเมชิน / CMOS และ SiC โฟตอนิกส์นอกจากนี้, SiC ออมฟ์ยังสามารถฝากโดยตรงบน SiO2/Si วอฟเฟอร์โดย PECVD หรือ sputtering, ทําให้การบูรณาการกระบวนการที่เรียบง่าย.วิธีทั้งหมดนี้มีความสอดคล้องอย่างสมบูรณ์แบบกับกระบวนการ CMOSการส่งเสริมการนํา SiCOI มาใช้ในสาขาโฟตอนิกส์
                                                                                 

ข้อดี
เมื่อเปรียบเทียบกับพลาตฟอร์มวัสดุที่มีอยู่ของซิลิคียม-บน-ไอโซเลเตอร์ (SOI) ซิลิคียมไนไตรด์ (SiN) และลิเดียมไนโอเบท-บน-ไอโซเลเตอร์ (LNOI)แพลตฟอร์มวัสดุ SiCOI แสดงผลประโยชน์ที่สําคัญในการใช้งานทางออปติกส์ และกําลังปรากฏขึ้นเป็น แพลตฟอร์มวัสดุรุ่นต่อไปสําหรับเทคโนโลยีควอนตัมข้อดีเฉพาะอย่างยิ่งคือ:

• มันแสดงความโปร่งใสที่ดีเยี่ยมในช่วงความยาวคลื่นจากประมาณ 400 nm ถึงประมาณ 5000 nm และบรรลุผลการทํางานที่โดดเด่นด้วยการสูญเสียแนวคลื่นที่ต่ํากว่า 1 dB / cm
• มันรองรับฟังก์ชันหลายอย่าง เช่น การปรับปรุงไฟฟ้า-ออปติก การเปลี่ยนความร้อน และการปรับความถี่
• มันแสดงการผลิตฮาร์โมนิกครั้งที่สองและคุณสมบัติออปติกที่ไม่เป็นเส้นตรงอื่น ๆ และสามารถใช้เป็นแพลตฟอร์มแหล่งโฟโตนเดียวที่ใช้ศูนย์สี

 
ครับการใช้งาน

นอกจากนี้ SiCOI ยังรวมข้อดีของซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) ในเรื่องของความสามารถในการนําไฟฟ้าสูงและความแรงกระชับกําลังการแยกที่สูง กับคุณสมบัติการแยกไฟฟ้าที่ดีของเครื่องกันไฟและเพิ่มคุณสมบัติทางแสงของแผ่น SiC ของเดิมมันถูกใช้อย่างแพร่หลายในสาขาเทคโนโลยีสูง เช่น โฟตอนิกส์อินทิกรีต, ออปติกส์ควอนตัม, และอุปกรณ์พลังงานนักวิจัยได้พัฒนาส่วนประกอบฟอทอนิกที่มีคุณภาพสูงจํานวนมาก, รวมถึงเครื่องนําคลื่นเชิงเส้น, เครื่องประสานเสียงไมโครริง, เครื่องนําคลื่นคริสตัลโฟตัน, เครื่องประสานเสียงไมโครดิสก์, เครื่องปรับเปลี่ยนไฟฟ้าแสง, เครื่องวัดการขัดแย้ง Mach - Zehnder (MZI) และเครื่องแยกรังสีองค์ประกอบเหล่านี้มีความสูญเสียต่ําและการทํางานสูง, ซึ่งเป็นพื้นฐานทางเทคนิคที่แข็งแกร่งสําหรับการสื่อสารควอนตัม, การคํานวณฟอทอนิก, และอุปกรณ์พลังงานความถี่สูง
 
 
ซิลิคอนคาร์ไบด์ออนไอโซเลเตอร์ (SiCOI) หนังบางเป็นวัสดุประกอบนวัตกรรม โดยทั่วไปผลิตโดยการฝากชั้นบางซิลิคอนคาร์ไบด์ (SiC) คุณภาพสูงขึ้นอยู่กับการใช้งานเฉพาะเจาะจง) บนสับสราตซิลิคอนไดออกไซด์ (SiO2). SiC เป็นที่รู้จักกันดีสําหรับความสามารถในการนําความร้อนที่โดดเด่น ความแรงดันการทําลายที่สูง และความทนทานทางเคมีที่โดดเด่น เมื่อรวมกับชั้นกันหนาววัสดุนี้สามารถพร้อมกันตอบสนองความต้องการที่ต้องการของพลังงานสูง, ความถี่สูง และอุณหภูมิสูง
 
                                                      
 

คําถามและคําตอบ

Q1: ความแตกต่างระหว่าง SICOI และอุปกรณ์ SiC-on-Si แบบดั้งเดิมคืออะไร?
A:สับสราทประกอบกันของ SICOI (เช่น Al2O3) กําจัดความจุของปรสิตและกระแสการรั่วไหลจากสับสราทซิลิคอนในขณะที่หลีกเลี่ยงความบกพร่องที่เกิดจากการไม่ตรงกันของกรอบผลลัพธ์คือความน่าเชื่อถือของอุปกรณ์และประสิทธิภาพความถี่ที่สูงกว่า.
 
Q2: คุณสามารถให้กรณีการใช้งานทั่วไปของ SICOI ในอิเล็กทรอนิกส์รถยนต์ได้หรือไม่?
ครับA:อินเวอร์เตอร์ Tesla Model 3 ใช้ SiC MOSFETs อุปกรณ์ที่ใช้ SICOI ในอนาคตสามารถเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานและช่วงอุณหภูมิการทํางานได้
 
Q3: ข้อดีของ SICOI เมื่อเทียบกับ SOI (ซิลิคอน-บน-ไอโซเลเตอร์) คืออะไร?
ครับA:

• ครับความสามารถของวัสดุ:ความกว้างของ SICOI ทําให้สามารถทํางานได้ในพลังงานและอุณหภูมิที่สูงกว่า
• ผลประกอบการทางแสง:SICOI ประสบความสูญเสียทางคลื่น < 1 dB / cm, ต่ํากว่า SOI ~ 3 dB / cm, ทําให้มันเหมาะสําหรับฟอทอนิกความถี่สูง
• ครับการขยายฟังก์ชันSICOI รองรับออทติกที่ไม่เป็นเส้นตรง (เช่น การผลิตอาร์มอนิกที่สอง) ขณะที่ SOI มุ่งมั่นเป็นหลักต่อผลประกอบออทติกเส้นตรง

 
สินค้าที่เกี่ยวข้อง