SiCOI ওয়েফার ৪ ইঞ্চি ৬ ইঞ্চি HPSI SiC SiO2 Si সাব্যাট্রেট কাঠামো

ছোট বিবরণ:

এই গবেষণাপত্রটি সিলিকন কার্বাইড-অন-ইনসুলেটর (SiCOI) ওয়েফারগুলির একটি বিশদ পর্যালোচনা উপস্থাপন করে, বিশেষ করে 4-ইঞ্চি এবং 6-ইঞ্চি সাবস্ট্রেটের উপর দৃষ্টি নিবদ্ধ করে যেখানে উচ্চ-বিশুদ্ধতা সেমি-ইনসুলেটিং (HPSI) সিলিকন কার্বাইড (SiC) স্তরগুলি সিলিকন (Si) সাবস্ট্রেটের উপরে সিলিকন ডাই অক্সাইড (SiO₂) অন্তরক স্তরগুলির সাথে সংযুক্ত থাকে। SiCOI কাঠামোটি SiC এর ব্যতিক্রমী বৈদ্যুতিক, তাপীয় এবং যান্ত্রিক বৈশিষ্ট্যগুলিকে অক্সাইড স্তরের বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা সুবিধা এবং সিলিকন সাবস্ট্রেটের যান্ত্রিক সহায়তার সাথে একত্রিত করে। HPSI SiC ব্যবহার সাবস্ট্রেট পরিবাহিতা হ্রাস করে এবং পরজীবী ক্ষতি হ্রাস করে ডিভাইসের কর্মক্ষমতা বৃদ্ধি করে, এই ওয়েফারগুলিকে উচ্চ-শক্তি, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-তাপমাত্রার সেমিকন্ডাক্টর অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ করে তোলে। এই বহুস্তরীয় কনফিগারেশনের তৈরি প্রক্রিয়া, উপাদান বৈশিষ্ট্য এবং কাঠামোগত সুবিধাগুলি নিয়ে আলোচনা করা হয়েছে, পরবর্তী প্রজন্মের পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স এবং মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিক্যাল সিস্টেম (MEMS) এর সাথে এর প্রাসঙ্গিকতার উপর জোর দিয়ে। গবেষণায় 4-ইঞ্চি এবং 6-ইঞ্চি SiCOI ওয়েফারের বৈশিষ্ট্য এবং সম্ভাব্য প্রয়োগগুলির তুলনা করা হয়েছে, উন্নত সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির জন্য স্কেলেবিলিটি এবং ইন্টিগ্রেশন সম্ভাবনাগুলি তুলে ধরে।

আমাদের ইমেইল পাঠান

ফিচার

SiCOI ওয়েফারের গঠন

HPB (হাই-পারফরম্যান্স বন্ডিং) BIC (বন্ডেড ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট) এবং SOD (সিলিকন-অন-ডায়মন্ড বা সিলিকন-অন-ইনসুলেটরের মতো প্রযুক্তি)। এর মধ্যে রয়েছে:

কর্মক্ষমতা মেট্রিক্স:

নির্ভুলতা, ত্রুটির ধরণ (যেমন, "কোনও ত্রুটি নেই," "মান দূরত্ব"), এবং বেধ পরিমাপ (যেমন, "সরাসরি-স্তর বেধ/কেজি") এর মতো পরামিতি তালিকাভুক্ত করে।

"ADDR/SYGBDT," "10/0," ইত্যাদি শিরোনামের অধীনে সংখ্যাসূচক মান (সম্ভবত পরীক্ষামূলক বা প্রক্রিয়া পরামিতি) সহ একটি টেবিল।

স্তর পুরুত্বের তথ্য:

"L1 Thickness (A)" থেকে "L270 Thickness (A)" লেবেলযুক্ত বিস্তৃত পুনরাবৃত্তিমূলক এন্ট্রি (সম্ভবত Ångströms-এ, 1 Å = 0.1 nm)।

উন্নত সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফারগুলিতে সাধারণত প্রতিটি স্তরের জন্য সুনির্দিষ্ট বেধ নিয়ন্ত্রণ সহ একটি বহু-স্তরযুক্ত কাঠামোর পরামর্শ দেয়।

SiCOI ওয়েফার স্ট্রাকচার

SiCOI (সিলিকন কার্বাইড অন ইনসুলেটর) হল একটি বিশেষায়িত ওয়েফার কাঠামো যা সিলিকন কার্বাইড (SiC) কে একটি অন্তরক স্তরের সাথে একত্রিত করে, যা SOI (সিলিকন-অন-ইনসুলেটর) এর অনুরূপ কিন্তু উচ্চ-শক্তি/উচ্চ-তাপমাত্রা প্রয়োগের জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়েছে। মূল বৈশিষ্ট্য:

স্তর গঠন:

উপরের স্তর: উচ্চ ইলেকট্রন গতিশীলতা এবং তাপীয় স্থিতিশীলতার জন্য একক-স্ফটিক সিলিকন কার্বাইড (SiC)।

সমাহিত অন্তরক: সাধারণত SiO₂ (অক্সাইড) অথবা হীরা (SOD তে) পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স কমাতে এবং বিচ্ছিন্নতা উন্নত করতে ব্যবহৃত হয়।

বেস সাবস্ট্রেট: যান্ত্রিক সহায়তার জন্য সিলিকন বা পলিক্রিস্টালাইন SiC

SiCOI ওয়েফারের বৈশিষ্ট্য

বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ (4H-SiC এর জন্য 3.2 eV): উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ (> সিলিকনের চেয়ে 10× বেশি) সক্ষম করে। লিকেজ স্রোত হ্রাস করে, পাওয়ার ডিভাইসগুলিতে দক্ষতা উন্নত করে।

উচ্চ ইলেকট্রন গতিশীলতা:~৯০০ সেমি²/ভ্যালুমিনিয়াম (৪এইচ-সি) বনাম ~১,৪০০ সেমি²/ভ্যালুমিনিয়াম (সি), কিন্তু উচ্চ-ক্ষেত্রের কর্মক্ষমতা উন্নত।

কম প্রতিরোধ ক্ষমতা:SiCOI-ভিত্তিক ট্রানজিস্টর (যেমন, MOSFET) কম পরিবাহী ক্ষতি প্রদর্শন করে।

চমৎকার অন্তরণ:সমাহিত অক্সাইড (SiO₂) বা হীরার স্তর পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স এবং ক্রসস্টককে কমিয়ে দেয়।

তাপীয় বৈশিষ্ট্যউচ্চ তাপীয় পরিবাহিতা: SiC (~490 W/m·K for 4H-SiC) বনাম Si (~150 W/m·K)। হীরা (যদি অন্তরক হিসেবে ব্যবহার করা হয়) 2,000 W/m·K অতিক্রম করতে পারে, যা তাপ অপচয় বৃদ্ধি করে।

তাপীয় স্থিতিশীলতা:>৩০০°C তাপমাত্রায় (সিলিকনের তুলনায় ~১৫০°C তাপমাত্রায়) নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে। পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সে শীতলকরণের প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে।

3. যান্ত্রিক ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্যচরম কঠোরতা (~৯.৫ মোহ): পরিধান প্রতিরোধ করে, যা কঠোর পরিবেশের জন্য SiCOI কে টেকসই করে তোলে।

রাসায়নিক জড়তা:অম্লীয়/ক্ষারীয় অবস্থায়ও জারণ এবং ক্ষয় প্রতিরোধ করে।

নিম্ন তাপীয় প্রসারণ:অন্যান্য উচ্চ-তাপমাত্রার উপকরণের (যেমন, GaN) সাথে ভালোভাবে মেলে।

৪. কাঠামোগত সুবিধা (বনাম বাল্ক SiC বা SOI)

হ্রাসকৃত সাবস্ট্রেট ক্ষতি:অন্তরক স্তর সাবস্ট্রেটে কারেন্ট ফুটো রোধ করে।

উন্নত আরএফ কর্মক্ষমতা:নিম্ন পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স দ্রুত স্যুইচিং সক্ষম করে (5G/mmWave ডিভাইসের জন্য দরকারী)।

নমনীয় নকশা:পাতলা SiC উপরের স্তরটি অপ্টিমাইজড ডিভাইস স্কেলিং (যেমন, ট্রানজিস্টরে অতি-পাতলা চ্যানেল) করার অনুমতি দেয়।

SOI এবং বাল্ক SiC এর সাথে তুলনা

সম্পত্তি	সিওসিওআই	SOI (Si/SiO₂/Si)	বাল্ক SiC
ব্যান্ডগ্যাপ	৩.২ eV (SiC)	১.১ eV (Si)	৩.২ eV (SiC)
তাপীয় পরিবাহিতা	উচ্চ (SiC + হীরা)	নিম্ন (SiO₂ তাপ প্রবাহ সীমিত করে)	উচ্চ (শুধুমাত্র SiC)
ব্রেকডাউন ভোল্টেজ	খুব উঁচু	মাঝারি	খুব উঁচু
খরচ	উচ্চতর	নিম্ন	সর্বোচ্চ (বিশুদ্ধ SiC)

SiCOI ওয়েফারের অ্যাপ্লিকেশন

পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স
SiCOI ওয়েফারগুলি MOSFET, Schottky ডায়োড এবং পাওয়ার সুইচের মতো উচ্চ-ভোল্টেজ এবং উচ্চ-পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। SiC এর প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ এবং উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ কম ক্ষতি এবং উন্নত তাপীয় কর্মক্ষমতা সহ দক্ষ পাওয়ার রূপান্তর সক্ষম করে।

রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি (আরএফ) ডিভাইস
SiCOI ওয়েফারের অন্তরক স্তর পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাস করে, যা তাদেরকে টেলিযোগাযোগ, রাডার এবং 5G প্রযুক্তিতে ব্যবহৃত উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ট্রানজিস্টর এবং অ্যামপ্লিফায়ারগুলির জন্য উপযুক্ত করে তোলে।

মাইক্রোইলেকট্রোমেকানিক্যাল সিস্টেম (MEMS)
SiCOI ওয়েফারগুলি MEMS সেন্সর এবং অ্যাকচুয়েটর তৈরির জন্য একটি শক্তিশালী প্ল্যাটফর্ম প্রদান করে যা SiC এর রাসায়নিক জড়তা এবং যান্ত্রিক শক্তির কারণে কঠোর পরিবেশে নির্ভরযোগ্যভাবে কাজ করে।

উচ্চ-তাপমাত্রা ইলেকট্রনিক্স
SiCOI এমন ইলেকট্রনিক্স সক্ষম করে যা উচ্চ তাপমাত্রায় কর্মক্ষমতা এবং নির্ভরযোগ্যতা বজায় রাখে, যা স্বয়ংচালিত, মহাকাশ এবং শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলিকে উপকৃত করে যেখানে প্রচলিত সিলিকন ডিভাইসগুলি ব্যর্থ হয়।

ফোটোনিক এবং অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইস
SiC এর অপটিক্যাল বৈশিষ্ট্য এবং অন্তরক স্তরের সংমিশ্রণ উন্নত তাপ ব্যবস্থাপনার সাথে ফোটোনিক সার্কিটের একীকরণকে সহজতর করে।

বিকিরণ-কঠিন ইলেকট্রনিক্স
SiC-এর সহজাত বিকিরণ সহনশীলতার কারণে, SiCOI ওয়েফারগুলি স্থান এবং পারমাণবিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য আদর্শ যেখানে উচ্চ-বিকিরণ পরিবেশ সহ্য করতে পারে এমন ডিভাইসের প্রয়োজন হয়।

SiCOI ওয়েফারের প্রশ্নোত্তর

প্রশ্ন ১: SiCOI ওয়েফার কী?

A: SiCOI হল সিলিকন কার্বাইড-অন-ইনসুলেটর। এটি একটি সেমিকন্ডাক্টর ওয়েফার কাঠামো যেখানে সিলিকন কার্বাইডের একটি পাতলা স্তর (SiC) একটি অন্তরক স্তরের (সাধারণত সিলিকন ডাই অক্সাইড, SiO₂) সাথে আবদ্ধ থাকে, যা একটি সিলিকন সাবস্ট্রেট দ্বারা সমর্থিত। এই কাঠামোটি SiC এর চমৎকার বৈশিষ্ট্যগুলিকে অন্তরক থেকে বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতার সাথে একত্রিত করে।

প্রশ্ন ২: SiCOI ওয়েফারের প্রধান সুবিধাগুলি কী কী?

উত্তর: প্রধান সুবিধাগুলির মধ্যে রয়েছে উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ, প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ, চমৎকার তাপ পরিবাহিতা, উচ্চতর যান্ত্রিক কঠোরতা এবং অন্তরক স্তরের কারণে হ্রাসপ্রাপ্ত পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স। এর ফলে ডিভাইসের কর্মক্ষমতা, দক্ষতা এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত হয়।

প্রশ্ন ৩: SiCOI ওয়েফারের সাধারণ প্রয়োগগুলি কী কী?

উত্তর: এগুলি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি আরএফ ডিভাইস, এমইএমএস সেন্সর, উচ্চ-তাপমাত্রা ইলেকট্রনিক্স, ফোটোনিক ডিভাইস এবং বিকিরণ-কঠিন ইলেকট্রনিক্সে ব্যবহৃত হয়।