Ligação hidrofóbica de wafer HPSI SiCOI de 4,6 polegadas

Imagem em destaque de ligação hidrofólica de wafer HPSI SiCOI de 4,6 polegadas

Descrição curta:

Wafers 4H-SiCOI semi-isolantes (HPSI) de alta pureza são desenvolvidos utilizando tecnologias avançadas de ligação e afinamento. Os wafers são fabricados pela ligação de substratos de carboneto de silício 4H-HPSI a camadas de óxido térmico por meio de dois métodos principais: ligação hidrofílica (direta) e ligação ativada por superfície. Esta última introduz uma camada intermediária modificada (como silício amorfo, óxido de alumínio ou óxido de titânio) para melhorar a qualidade da ligação e reduzir bolhas, sendo especialmente adequada para aplicações ópticas. O controle da espessura da camada de carboneto de silício é obtido por meio do SmartCut baseado em implantação iônica ou por processos de retificação e polimento CMP. O SmartCut oferece uniformidade de espessura de alta precisão (50 nm a 900 nm com uniformidade de ± 20 nm), mas pode induzir leves danos ao cristal devido à implantação iônica, afetando o desempenho do dispositivo óptico. A retificação e o polimento CMP evitam danos ao material e são preferenciais para filmes mais espessos (350 nm–500 µm) e aplicações quânticas ou PIC, embora com menor uniformidade de espessura (±100 nm). Os wafers padrão de 6 polegadas apresentam uma camada de SiC de 1 µm ±0,1 µm sobre uma camada de SiO₂ de 3 µm sobre substratos de Si de 675 µm, com lisura de superfície excepcional (Rq < 0,2 nm). Esses wafers de SiCOI HPSI atendem à fabricação de MEMS, PIC, dispositivos quânticos e ópticos, com excelente qualidade de material e flexibilidade de processo.

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Características

Visão geral das propriedades do wafer SiCOI (carboneto de silício sobre isolante)

Os wafers de SiCOI são um substrato semicondutor de nova geração que combina carboneto de silício (SiC) com uma camada isolante, geralmente SiO₂ ou safira, para melhorar o desempenho em eletrônica de potência, RF e fotônica. Abaixo, uma visão geral detalhada de suas propriedades, categorizadas em seções principais:

Propriedade	Descrição
Composição do material	Camada de carboneto de silício (SiC) ligada a um substrato isolante (tipicamente SiO₂ ou safira)
Estrutura Cristalina	Politipos tipicamente 4H ou 6H de SiC, conhecidos pela alta qualidade e uniformidade dos cristais
Propriedades elétricas	Alto campo elétrico de ruptura (~3 MV/cm), ampla banda proibida (~3,26 eV para 4H-SiC), baixa corrente de fuga
Condutividade térmica	Alta condutividade térmica (~300 W/m·K), permitindo dissipação de calor eficiente
Camada dielétrica	Camada isolante (SiO₂ ou safira) fornece isolamento elétrico e reduz a capacitância parasita
Propriedades Mecânicas	Alta dureza (escala de ~9 Mohs), excelente resistência mecânica e estabilidade térmica
Acabamento de superfície	Normalmente ultra suave com baixa densidade de defeitos, adequado para fabricação de dispositivos
Aplicações	Eletrônica de potência, dispositivos MEMS, dispositivos RF, sensores que exigem alta tolerância de temperatura e tensão

Wafers de SiCOI (Carboneto de Silício sobre Isolador) representam uma estrutura avançada de substrato semicondutor, consistindo em uma fina camada de carboneto de silício (SiC) de alta qualidade ligada a uma camada isolante, tipicamente dióxido de silício (SiO₂) ou safira. O carboneto de silício é um semicondutor de banda larga conhecido por sua capacidade de suportar altas tensões e temperaturas elevadas, além de excelente condutividade térmica e dureza mecânica superior, tornando-o ideal para aplicações eletrônicas de alta potência, alta frequência e alta temperatura.

A camada isolante dos wafers de SiCOI proporciona isolamento elétrico eficaz, reduzindo significativamente a capacitância parasita e as correntes de fuga entre os dispositivos, melhorando assim o desempenho e a confiabilidade geral do dispositivo. A superfície do wafer é polida com precisão para atingir ultra-suavidade com o mínimo de defeitos, atendendo às rigorosas demandas de fabricação de dispositivos em micro e nanoescala.

Essa estrutura material não apenas melhora as características elétricas dos dispositivos de SiC, como também aprimora significativamente o gerenciamento térmico e a estabilidade mecânica. Como resultado, os wafers de SiCOI são amplamente utilizados em eletrônica de potência, componentes de radiofrequência (RF), sensores de sistemas microeletromecânicos (MEMS) e eletrônica de alta temperatura. Em geral, os wafers de SiCOI combinam as propriedades físicas excepcionais do carboneto de silício com os benefícios de isolamento elétrico de uma camada isolante, fornecendo uma base ideal para a próxima geração de dispositivos semicondutores de alto desempenho.

Aplicação do wafer SiCOI

Dispositivos Eletrônicos de Potência

Interruptores de alta tensão e alta potência, MOSFETs e diodos

Beneficie-se da ampla largura de banda, alta tensão de ruptura e estabilidade térmica do SiC

Perdas de energia reduzidas e eficiência melhorada em sistemas de conversão de energia

Componentes de radiofrequência (RF)

Transistores e amplificadores de alta frequência

Baixa capacitância parasita devido à camada isolante melhora o desempenho de RF

Adequado para sistemas de comunicação e radar 5G

Sistemas Microeletromecânicos (MEMS)

Sensores e atuadores operando em ambientes hostis

A robustez mecânica e a inércia química prolongam a vida útil do dispositivo

Inclui sensores de pressão, acelerômetros e giroscópios

Eletrônicos de alta temperatura

Eletrônicos para aplicações automotivas, aeroespaciais e industriais

Operar de forma confiável em temperaturas elevadas onde o silício falha

Dispositivos Fotônicos

Integração com componentes optoeletrônicos em substratos isolantes

Permite fotônica no chip com gerenciamento térmico aprimorado

Perguntas e respostas sobre o wafer SiCOI

P：o que é wafer de SiCOI

UM:Wafer de SiCOI significa wafer de carboneto de silício sobre isolante. É um tipo de substrato semicondutor onde uma fina camada de carboneto de silício (SiC) é ligada a uma camada isolante, geralmente dióxido de silício (SiO₂) ou, às vezes, safira. Essa estrutura é semelhante em conceito aos conhecidos wafers de silício sobre isolante (SOI), mas utiliza SiC em vez de silício.