SiCOI ویفر 4inch 6inch HPSI SiC SiO2 Si سبٹریٹ ڈھانچہ
SiCOI ویفر کا ڈھانچہ
HPB (ہائی پرفارمنس بانڈنگ) BIC (بانڈڈ انٹیگریٹڈ سرکٹ) اور SOD (سلیکون آن ڈائمنڈ یا سلیکون آن انسولیٹر جیسی ٹیکنالوجی)۔ اس میں شامل ہیں:
کارکردگی میٹرکس:
درستگی، غلطی کی اقسام (جیسے، "کوئی غلطی نہیں" "قدر کا فاصلہ")، اور موٹائی کی پیمائش (مثلاً، "براہ راست-پرت کی موٹائی/کلوگرام") کی فہرست کرتا ہے۔
"ADDR/SYGBDT،" "10/0" وغیرہ جیسے عنوانات کے تحت عددی اقدار (ممکنہ طور پر تجرباتی یا عمل کے پیرامیٹرز) کے ساتھ ایک جدول۔
پرت کی موٹائی کا ڈیٹا:
"L1 موٹائی (A)" سے "L270 موٹائی (A)" کا لیبل لگا ہوا وسیع بار بار اندراجات (شاید Ångströms میں، 1 Å = 0.1 nm)۔
ہر پرت کے لیے عین موٹائی کے کنٹرول کے ساتھ کثیر پرتوں والی ساخت کی تجویز کرتا ہے، جو کہ اعلی درجے کے سیمی کنڈکٹر ویفرز میں عام ہے۔
SiCOI ویفر کا ڈھانچہ
SiCOI (Silicon Carbide on Insulator) ایک خصوصی ویفر ڈھانچہ ہے جو سلکان کاربائیڈ (SiC) کو ایک موصل تہہ کے ساتھ جوڑتا ہے، جو SOI (Silicon-on-Insulator) کی طرح ہے لیکن ہائی پاور/ہائی ٹمپریچر ایپلی کیشنز کے لیے موزوں ہے۔ اہم خصوصیات:
پرت کی ساخت:
اوپر کی تہہ: اعلی الیکٹران کی نقل و حرکت اور تھرمل استحکام کے لیے سنگل کرسٹل سلکان کاربائیڈ (SiC)۔
دفن شدہ انسولیٹر: عام طور پر SiO₂ (آکسائڈ) یا ہیرا (SOD میں) طفیلی صلاحیت کو کم کرنے اور تنہائی کو بہتر بنانے کے لیے۔
بیس سبسٹریٹ: مکینیکل سپورٹ کے لیے سلکان یا پولی کرسٹل لائن سی سی
SiCOI ویفر کی خصوصیات
الیکٹریکل پراپرٹیز وائڈ بینڈ گیپ (4H-SiC کے لیے 3.2 eV): ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج کو فعال کرتا ہے (>10× سلکان سے زیادہ)۔ لیکیج کرنٹ کو کم کرتا ہے، پاور ڈیوائسز میں کارکردگی کو بہتر بناتا ہے۔
ہائی الیکٹران موبلٹی:~900 cm²/V·s (4H-SiC) بمقابلہ ~1,400 cm²/V·s (Si)، لیکن بہتر اعلیٰ فیلڈ کارکردگی۔
کم مزاحمت:SiCOI پر مبنی ٹرانجسٹرز (مثال کے طور پر، MOSFETs) کم ترسیل کے نقصانات کو ظاہر کرتے ہیں۔
بہترین موصلیت:دفن شدہ آکسائیڈ (SiO₂) یا ہیرے کی تہہ پرجیوی کیپیسیٹینس اور کراسسٹالک کو کم کرتی ہے۔
- تھرمل پراپرٹیزہائی تھرمل چالکتا: SiC (~490 W/m·K for 4H-SiC) بمقابلہ Si (~150 W/m·K)۔ ہیرا (اگر انسولیٹر کے طور پر استعمال کیا جاتا ہے) 2,000 W/m·K سے زیادہ ہو سکتا ہے، گرمی کی کھپت کو بڑھاتا ہے۔
تھرمل استحکام:>300°C (بمقابلہ ~150°C برائے سلیکون) پر قابل اعتماد طریقے سے کام کرتا ہے۔ پاور الیکٹرانکس میں کولنگ کی ضروریات کو کم کرتا ہے۔
3. مکینیکل اور کیمیکل پراپرٹیزانتہائی سختی (~9.5 Mohs): لباس کے خلاف مزاحمت کرتا ہے، سخت ماحول کے لیے SiCOI کو پائیدار بناتا ہے۔
کیمیائی جڑت:آکسیکرن اور سنکنرن کے خلاف مزاحمت کرتا ہے، یہاں تک کہ تیزابیت / الکلائن حالات میں بھی۔
کم تھرمل توسیع:دوسرے اعلی درجہ حرارت والے مواد (جیسے، GaN) کے ساتھ اچھی طرح میل کھاتا ہے۔
4. ساختی فوائد (بمقابلہ بلک SiC یا SOI)
سبسٹریٹ کے کم نقصانات:موصل پرت سبسٹریٹ میں موجودہ رساو کو روکتی ہے۔
بہتر RF کارکردگی:کم پرجیوی کیپیسیٹینس تیزی سے سوئچنگ کے قابل بناتا ہے (5G/mmWave آلات کے لیے مفید)۔
لچکدار ڈیزائن:پتلی SiC ٹاپ لیئر آپٹمائزڈ ڈیوائس اسکیلنگ کی اجازت دیتی ہے (مثال کے طور پر، ٹرانجسٹروں میں انتہائی پتلی چینلز)۔
SOI اور بلک SiC کے ساتھ موازنہ
| جائیداد | SiCOI | SOI (Si/SiO₂/Si) | بلک ایس سی |
| بینڈ گیپ | 3.2 eV (SiC) | 1.1 eV (Si) | 3.2 eV (SiC) |
| تھرمل چالکتا | ہائی (SiC + ہیرا) | کم (SiO₂ گرمی کے بہاؤ کو محدود کرتا ہے) | ہائی (صرف SiC) |
| بریک ڈاؤن وولٹیج | بہت اعلی | اعتدال پسند | بہت اعلی |
| لاگت | اعلی | زیریں | سب سے زیادہ (خالص SiC) |
SiCOI ویفر کی ایپلی کیشنز
پاور الیکٹرانکس
SiCOI ویفرز بڑے پیمانے پر ہائی وولٹیج اور ہائی پاور سیمی کنڈکٹر آلات جیسے MOSFETs، Schottky diodes، اور پاور سوئچز میں استعمال ہوتے ہیں۔ ایس آئی سی کا وسیع بینڈ گیپ اور ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج کم نقصانات اور بہتر تھرمل کارکردگی کے ساتھ موثر پاور کنورژن کو قابل بناتا ہے۔
ریڈیو فریکوئنسی (RF) ڈیوائسز
SiCOI ویفرز میں موصلیت کی تہہ طفیلی صلاحیت کو کم کرتی ہے، جس سے وہ ٹیلی کمیونیکیشن، ریڈار، اور 5G ٹیکنالوجیز میں استعمال ہونے والے ہائی فریکوئنسی ٹرانجسٹرز اور امپلیفائرز کے لیے موزوں ہوتے ہیں۔
مائیکرو الیکٹرو مکینیکل سسٹمز (MEMS)
SiCOI ویفرز MEMS سینسرز اور ایکچویٹرز کو بنانے کے لیے ایک مضبوط پلیٹ فارم مہیا کرتے ہیں جو SiC کی کیمیائی جڑت اور میکانکی طاقت کی وجہ سے سخت ماحول میں قابل اعتماد طریقے سے کام کرتے ہیں۔
ہائی ٹمپریچر الیکٹرانکس
SiCOI ایسے الیکٹرانکس کو قابل بناتا ہے جو بلند درجہ حرارت پر کارکردگی اور قابل اعتماد کو برقرار رکھتے ہیں، آٹوموٹو، ایرو اسپیس، اور صنعتی ایپلی کیشنز کو فائدہ پہنچاتے ہیں جہاں روایتی سلیکون ڈیوائسز ناکام ہوجاتی ہیں۔
فوٹوونک اور آپٹو الیکٹرانک ڈیوائسز
SiC کی آپٹیکل خصوصیات اور انسولیٹنگ پرت کا امتزاج بہتر تھرمل مینجمنٹ کے ساتھ فوٹوونک سرکٹس کے انضمام کی سہولت فراہم کرتا ہے۔
تابکاری سے سخت الیکٹرانکس
SiC کی موروثی تابکاری رواداری کی وجہ سے، SiCOI ویفرز اسپیس اور نیوکلیئر ایپلی کیشنز کے لیے مثالی ہیں جن کے لیے ایسے آلات کی ضرورت ہوتی ہے جو زیادہ تابکاری والے ماحول کا مقابلہ کرتے ہیں۔
SiCOI ویفر کے سوال و جواب
Q1: SiCOI ویفر کیا ہے؟
A: SiCOI کا مطلب Silicon Carbide-on-Insulator ہے۔ یہ ایک سیمی کنڈکٹر ویفر ڈھانچہ ہے جہاں سلکان کاربائیڈ (SiC) کی ایک پتلی پرت کو ایک موصل پرت (عام طور پر سلکان ڈائی آکسائیڈ، SiO₂) پر جوڑا جاتا ہے، جس کو سلیکان سبسٹریٹ کی مدد حاصل ہوتی ہے۔ یہ ڈھانچہ SiC کی بہترین خصوصیات کو انسولیٹر سے برقی تنہائی کے ساتھ جوڑتا ہے۔
Q2: SiCOI ویفرز کے اہم فوائد کیا ہیں؟
A: اہم فوائد میں ہائی بریک ڈاؤن وولٹیج، وسیع بینڈ گیپ، بہترین تھرمل چالکتا، اعلیٰ مکینیکل سختی، اور انسولیٹنگ پرت کی بدولت طفیلی صلاحیت میں کمی شامل ہے۔ اس سے آلے کی کارکردگی، کارکردگی اور وشوسنییتا میں بہتری آتی ہے۔
Q3: SiCOI ویفرز کے عام استعمال کیا ہیں؟
A: وہ پاور الیکٹرانکس، ہائی فریکوئنسی RF ڈیوائسز، MEMS سینسرز، ہائی ٹمپریچر الیکٹرانکس، فوٹوونک ڈیوائسز، اور ریڈی ایشن سخت الیکٹرانکس میں استعمال ہوتے ہیں۔
تفصیلی خاکہ
