SICOI (انسولیٹر پر سلکان کاربائیڈ) ویفرز SiC فلم سلیکون پر
تفصیلی خاکہ
انسولیٹر (SICOI) ویفرز پر سلکان کاربائیڈ کا تعارف
سلکان کاربائیڈ آن انسولیٹر (SICOI) ویفرز اگلی نسل کے سیمی کنڈکٹر سبسٹریٹس ہیں جو سلکان کاربائیڈ (SiC) کی اعلیٰ جسمانی اور الیکٹرانک خصوصیات کو ایک موصل بفر پرت کی شاندار برقی الگ تھلگ خصوصیات کے ساتھ مربوط کرتے ہیں، جیسے کہ سلکان ڈائی آکسائیڈ (SiO₂tri₄SiONi) ایک عام SICOI ویفر ایک پتلی ایپیٹیکسیل SiC پرت، ایک انٹرمیڈیٹ انسولیٹنگ فلم، اور ایک معاون بیس سبسٹریٹ پر مشتمل ہوتا ہے، جو یا تو سلکان یا SiC ہو سکتا ہے۔
اس ہائبرڈ ڈھانچے کو ہائی پاور، ہائی فریکوئنسی، اور ہائی ٹمپریچر الیکٹرانک آلات کے سخت مطالبات کو پورا کرنے کے لیے بنایا گیا ہے۔ ایک موصل تہہ کو شامل کرنے سے، SICOI ویفرز طفیلی کیپیسیٹینس کو کم سے کم کرتے ہیں اور لیکیج کرنٹ کو دباتے ہیں، اس طرح اعلی آپریٹنگ فریکوئنسی، بہتر کارکردگی، اور بہتر تھرمل مینجمنٹ کو یقینی بناتے ہیں۔ یہ فوائد انہیں الیکٹرک گاڑیاں، 5G ٹیلی کمیونیکیشن انفراسٹرکچر، ایرو اسپیس سسٹم، جدید RF الیکٹرانکس، اور MEMS سینسر ٹیکنالوجیز جیسے شعبوں میں انتہائی قیمتی بناتے ہیں۔
SICOI ویفرز کی پیداوار کا اصول
SICOI (سیلیکون کاربائیڈ آن انسولیٹر) ویفرز ایک اعلی درجے کے ذریعے تیار کیے جاتے ہیں۔ویفر بانڈنگ اور پتلا کرنے کا عمل:
-
SiC سبسٹریٹ کی نمو- ایک اعلیٰ معیار کا سنگل کرسٹل SiC ویفر (4H/6H) عطیہ کرنے والے مواد کے طور پر تیار کیا جاتا ہے۔
-
موصل پرت جمع- ایک موصل فلم (SiO₂ یا Si₃N₄) کیریئر ویفر (Si یا SiC) پر بنتی ہے۔
-
ویفر بانڈنگ- SiC ویفر اور کیریئر ویفر اعلی درجہ حرارت یا پلازما کی مدد کے تحت ایک ساتھ بندھے ہوئے ہیں۔
-
پتلا اور پالش کرنا- SiC ڈونر ویفر کو کچھ مائکرو میٹر تک پتلا کیا جاتا ہے اور جوہری طور پر ہموار سطح حاصل کرنے کے لیے پالش کیا جاتا ہے۔
-
حتمی معائنہ- مکمل شدہ SICOI ویفر کو موٹائی کی یکسانیت، سطح کی کھردری، اور موصلیت کی کارکردگی کے لیے جانچا جاتا ہے۔
اس عمل کے ذریعے، aپتلی فعال SiC پرتبہترین برقی اور تھرمل خصوصیات کے ساتھ ایک موصل فلم اور سپورٹ سبسٹریٹ کے ساتھ مل کر اگلی نسل کی طاقت اور RF آلات کے لیے ایک اعلیٰ کارکردگی کا پلیٹ فارم بناتا ہے۔
SICOI Wafers کے اہم فوائد
| فیچر کیٹیگری | تکنیکی خصوصیات | بنیادی فوائد |
|---|---|---|
| مواد کی ساخت | 4H/6H-SiC ایکٹو لیئر + انسولیٹنگ فلم (SiO₂/Si₃N₄) + Si یا SiC کیریئر | مضبوط برقی تنہائی حاصل کرتا ہے، پرجیوی مداخلت کو کم کرتا ہے۔ |
| الیکٹریکل پراپرٹیز | ہائی بریک ڈاؤن طاقت (>3 MV/cm)، کم ڈائی الیکٹرک نقصان | ہائی وولٹیج اور ہائی فریکوئنسی آپریشن کے لیے موزوں ہے۔ |
| تھرمل پراپرٹیز | 4.9 W/cm·K تک تھرمل چالکتا، 500°C سے اوپر مستحکم | موثر گرمی کی کھپت، سخت تھرمل بوجھ کے تحت بہترین کارکردگی |
| مکینیکل پراپرٹیز | انتہائی سختی (Mohs 9.5)، تھرمل توسیع کا کم گتانک | تناؤ کے خلاف مضبوط، آلے کی لمبی عمر کو بڑھاتا ہے۔ |
| سطح کا معیار | انتہائی ہموار سطح (Ra <0.2 nm) | عیب سے پاک ایپیٹیکسی اور قابل اعتماد ڈیوائس فیبریکیشن کو فروغ دیتا ہے۔ |
| موصلیت | مزاحمتی صلاحیت >10¹⁴ Ω·cm، کم رساو کرنٹ | RF اور ہائی وولٹیج تنہائی کی ایپلی کیشنز میں قابل اعتماد آپریشن |
| سائز اور حسب ضرورت | 4، 6، اور 8 انچ فارمیٹس میں دستیاب ہے۔ SiC موٹائی 1–100 μm؛ موصلیت 0.1–10 μm | مختلف درخواست کی ضروریات کے لیے لچکدار ڈیزائن |
بنیادی درخواست کے علاقے
| درخواست کا شعبہ | عام استعمال کے معاملات | کارکردگی کے فوائد |
|---|---|---|
| پاور الیکٹرانکس | ای وی انورٹرز، چارجنگ اسٹیشنز، صنعتی بجلی کے آلات | ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج، کم سوئچنگ نقصان |
| آر ایف اور 5 جی | بیس اسٹیشن پاور ایمپلیفائر، ملی میٹر لہر کے اجزاء | کم طفیلی، گیگا ہرٹز رینج آپریشنز کی حمایت کرتا ہے۔ |
| MEMS سینسر | سخت ماحول کے دباؤ کے سینسر، نیویگیشن گریڈ MEMS | اعلی تھرمل استحکام، تابکاری کے خلاف مزاحم |
| ایرو اسپیس اور دفاع | سیٹلائٹ کمیونیکیشنز، ایویونکس پاور ماڈیولز | انتہائی درجہ حرارت اور تابکاری کی نمائش میں وشوسنییتا |
| اسمارٹ گرڈ | HVDC کنورٹرز، سالڈ سٹیٹ سرکٹ بریکر | اعلی موصلیت بجلی کے نقصان کو کم کرتی ہے۔ |
| آپٹو الیکٹرانکس | یووی ایل ای ڈی، لیزر سبسٹریٹس | اعلی کرسٹل معیار موثر روشنی کے اخراج کی حمایت کرتا ہے۔ |
4H-SiCOI کی تعمیر
4H-SiCOI wafers کی پیداوار کے ذریعے حاصل کیا جاتا ہےویفر بانڈنگ اور پتلا کرنے کے عمل, اعلی معیار کے موصل انٹرفیس اور عیب سے پاک SiC فعال تہوں کو فعال کرنا۔
-
a: 4H-SiCOI میٹریل پلیٹ فارم فیبریکیشن کا اسکیمیٹک۔
-
b: بانڈنگ اور پتلا کرنے کا استعمال کرتے ہوئے 4 انچ کے 4H-SiCOI ویفر کی تصویر؛ عیب زونز کو نشان زد کیا گیا ہے۔
-
c: 4H-SiCOI سبسٹریٹ کی موٹائی یکسانیت کی خصوصیت۔
-
d: 4H-SiCOI ڈائی کی آپٹیکل امیج۔
-
e: ایک SiC مائیکرو ڈسک ریزونیٹر بنانے کے لیے عمل کا بہاؤ۔
-
f: مکمل شدہ مائیکرو ڈسک ریزونیٹر کا SEM۔
-
g: بڑھا ہوا SEM گونجنے والا سائیڈ وال دکھا رہا ہے۔ اے ایف ایم انسیٹ نانوسکل سطح کی ہمواری کو ظاہر کرتا ہے۔
-
h: پارابولک شکل کی اوپری سطح کو ظاہر کرنے والا کراس سیکشنل SEM۔
SICOI Wafers پر اکثر پوچھے گئے سوالات
Q1: روایتی SiC ویفرز کے مقابلے SICOI ویفرز کے کیا فوائد ہیں؟
A1: معیاری SiC سبسٹریٹس کے برعکس، SICOI ویفرز میں ایک انسولیٹنگ پرت شامل ہوتی ہے جو پرجیوی کیپیسیٹینس اور لیکیج کرنٹ کو کم کرتی ہے، جس سے اعلی کارکردگی، بہتر تعدد رسپانس، اور اعلی تھرمل کارکردگی ہوتی ہے۔
Q2: عام طور پر کون سے ویفر سائز دستیاب ہوتے ہیں؟
A2: SICOI wafers عام طور پر 4-inch, 6-inch, اور 8-inch فارمیٹس میں تیار کیے جاتے ہیں، اپنی مرضی کے مطابق SiC اور انسولیٹنگ پرت کی موٹائی ڈیوائس کی ضروریات کے مطابق دستیاب ہوتی ہے۔
Q3: SICOI ویفرز سے کن صنعتوں کو سب سے زیادہ فائدہ ہوتا ہے؟
A3: کلیدی صنعتوں میں الیکٹرک گاڑیوں کے لیے پاور الیکٹرانکس، 5G نیٹ ورکس کے لیے RF الیکٹرانکس، ایرو اسپیس سینسرز کے لیے MEMS، اور آپٹو الیکٹرانکس جیسے UV LEDs شامل ہیں۔
Q4: موصل پرت آلہ کی کارکردگی کو کیسے بہتر کرتی ہے؟
A4: انسولیٹنگ فلم (SiO₂ یا Si₃N₄) کرنٹ کے رساو کو روکتی ہے اور الیکٹریکل کراس ٹاک کو کم کرتی ہے، زیادہ وولٹیج کی برداشت، زیادہ موثر سوئچنگ، اور گرمی کے نقصان کو کم کرتی ہے۔
Q5: کیا SICOI ویفرز اعلی درجہ حرارت کی ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہیں؟
A5: ہاں، 500°C سے زیادہ تھرمل چالکتا اور مزاحمت کے ساتھ، SICOI ویفرز کو انتہائی گرمی اور سخت ماحول میں قابل اعتماد طریقے سے کام کرنے کے لیے ڈیزائن کیا گیا ہے۔
Q6: کیا SICOI ویفرز کو اپنی مرضی کے مطابق بنایا جا سکتا ہے؟
A6: بالکل۔ مینوفیکچررز متنوع تحقیق اور صنعتی ضروریات کو پورا کرنے کے لیے مخصوص موٹائی، ڈوپنگ لیول، اور سبسٹریٹ کے امتزاج کے لیے موزوں ڈیزائن پیش کرتے ہیں۔
