Oblea HPSI SiCOI de 4,6 pulgadas con unión hidrofólica

Imagen destacada de oblea HPSI SiCOI de 4,6 pulgadas con enlace hidrofólico

Descripción breve:

Las obleas de 4H-SiCOI semiaislantes de alta pureza (HPSI) se desarrollan mediante tecnologías avanzadas de unión y adelgazamiento. Se fabrican uniendo sustratos de carburo de silicio 4H HPSI sobre capas de óxido térmico mediante dos métodos clave: unión hidrófila (directa) y unión activada por superficie. Esta última introduce una capa intermedia modificada (como silicio amorfo, óxido de aluminio u óxido de titanio) para mejorar la calidad de la unión y reducir las burbujas, lo que resulta especialmente adecuado para aplicaciones ópticas. El control del espesor de la capa de carburo de silicio se logra mediante SmartCut, basado en implantación iónica, o procesos de rectificado y pulido CMP. SmartCut ofrece una alta uniformidad de espesor (50 nm–900 nm con una uniformidad de ±20 nm), pero puede inducir ligeros daños en el cristal debido a la implantación iónica, lo que afecta al rendimiento del dispositivo óptico. El rectificado y el pulido CMP evitan daños en el material y son preferibles para películas más gruesas (350 nm–500 µm) y aplicaciones cuánticas o PIC, aunque con menor uniformidad de espesor (±100 nm). Las obleas estándar de 6 pulgadas presentan una capa de SiC de 1 µm ±0,1 µm sobre una capa de SiO₂ de 3 µm sobre sustratos de Si de 675 µm, con una suavidad superficial excepcional (Rq < 0,2 nm). Estas obleas HPSI SiCOI son ideales para la fabricación de dispositivos MEMS, PIC, cuánticos y ópticos, con excelente calidad de material y flexibilidad de proceso.

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Características

Descripción general de las propiedades de las obleas de SiCOI (carburo de silicio sobre aislante)

Las obleas de SiCOI son un sustrato semiconductor de nueva generación que combina carburo de silicio (SiC) con una capa aislante, generalmente SiO₂ o zafiro, para mejorar el rendimiento en electrónica de potencia, radiofrecuencia y fotónica. A continuación, se presenta una descripción detallada de sus propiedades, clasificadas en secciones clave:

Propiedad	Descripción
Composición del material	Capa de carburo de silicio (SiC) adherida a un sustrato aislante (normalmente SiO₂ o zafiro)
Estructura cristalina	Por lo general, politipos de SiC 4H o 6H, conocidos por su alta calidad y uniformidad de cristales.
Propiedades eléctricas	Alto campo eléctrico de ruptura (~3 MV/cm), banda prohibida amplia (~3,26 eV para 4H-SiC), baja corriente de fuga
Conductividad térmica	Alta conductividad térmica (~300 W/m·K), lo que permite una disipación eficiente del calor.
Capa dieléctrica	La capa aislante (SiO₂ o zafiro) proporciona aislamiento eléctrico y reduce la capacitancia parásita.
Propiedades mecánicas	Alta dureza (escala de Mohs de ~9), excelente resistencia mecánica y estabilidad térmica.
Acabado de la superficie	Generalmente ultra suave con baja densidad de defectos, adecuado para la fabricación de dispositivos.
Aplicaciones	Electrónica de potencia, dispositivos MEMS, dispositivos RF, sensores que requieren alta tolerancia a temperatura y voltaje

Las obleas de SiCOI (carburo de silicio sobre aislante) representan una estructura de sustrato semiconductor avanzada, compuesta por una fina capa de carburo de silicio (SiC) de alta calidad adherida a una capa aislante, generalmente dióxido de silicio (SiO₂) o zafiro. El carburo de silicio es un semiconductor de banda prohibida amplia, conocido por su capacidad para soportar altos voltajes y temperaturas elevadas, además de su excelente conductividad térmica y dureza mecánica superior, lo que lo hace ideal para aplicaciones electrónicas de alta potencia, alta frecuencia y alta temperatura.

La capa aislante de las obleas de SiCOI proporciona un aislamiento eléctrico eficaz, reduciendo significativamente la capacitancia parásita y las corrientes de fuga entre dispositivos, mejorando así su rendimiento y fiabilidad. La superficie de la oblea se pule con precisión para lograr una suavidad excepcional con mínimos defectos, cumpliendo así con los exigentes requisitos de la fabricación de dispositivos a micro y nanoescala.

Esta estructura de material no solo mejora las características eléctricas de los dispositivos de SiC, sino que también optimiza considerablemente la gestión térmica y la estabilidad mecánica. Como resultado, las obleas de SiCOI se utilizan ampliamente en electrónica de potencia, componentes de radiofrecuencia (RF), sensores de sistemas microelectromecánicos (MEMS) y electrónica de alta temperatura. En resumen, las obleas de SiCOI combinan las excepcionales propiedades físicas del carburo de silicio con las ventajas del aislamiento eléctrico de una capa aislante, proporcionando una base ideal para la próxima generación de dispositivos semiconductores de alto rendimiento.

Aplicación de las obleas de SiCOI

Dispositivos electrónicos de potencia

Interruptores de alto voltaje y alta potencia, MOSFET y diodos

Benefíciese del amplio ancho de banda, el alto voltaje de ruptura y la estabilidad térmica del SiC.

Reducción de pérdidas de energía y mejora de la eficiencia en los sistemas de conversión de energía.

Componentes de radiofrecuencia (RF)

Transistores y amplificadores de alta frecuencia

La baja capacitancia parásita debido a la capa aislante mejora el rendimiento de RF

Adecuado para sistemas de comunicación y radar 5G.

Sistemas microelectromecánicos (MEMS)

Sensores y actuadores que operan en entornos hostiles

La robustez mecánica y la inercia química prolongan la vida útil del dispositivo.

Incluye sensores de presión, acelerómetros y giroscopios.

Electrónica de alta temperatura

Electrónica para aplicaciones automotrices, aeroespaciales e industriales

Funciona de forma fiable a temperaturas elevadas donde el silicio falla.

Dispositivos fotónicos

Integración con componentes optoelectrónicos sobre sustratos aislantes

Permite la fotónica en chip con gestión térmica mejorada

Preguntas y respuestas sobre las obleas de SiCOI

P:¿Qué es la oblea de SiCOI?

A:Oblea SiCOI significa oblea de carburo de silicio sobre aislante. Se trata de un tipo de sustrato semiconductor donde una fina capa de carburo de silicio (SiC) se une a una capa aislante, generalmente dióxido de silicio (SiO₂) o, en ocasiones, zafiro. Esta estructura es similar en concepto a las conocidas obleas de silicio sobre aislante (SOI), pero utiliza SiC en lugar de silicio.