SiC-on-Insulator SiCOI 기판 고열전도 넓은 대역

소개합니다

실리콘 카비드 온 일로레이터 (SiCOI) 얇은 필름은 혁신적인 복합재료로, 일반적으로 고품질의 싱글 크리스탈 실리콘 카비드 (SiC) 얇은 층 (500~600 nm,특정 응용 프로그램에 따라) 실리콘 이산화 (SiO2) 기판에. SiC는 뛰어난 열전도성, 높은 분해 전압, 그리고 뛰어난 화학 저항성으로 유명합니다.이 재료는 동시에 높은 전력의 까다로운 요구 사항을 충족 할 수 있습니다., 고주파 및 고온 응용 프로그램.
                                                               

원칙

시코이 얇은 필름의 제조는 이온 절단 및 결합과 같은 CMOS 호환 프로세스를 사용하여 달성 할 수 있으며, 이로 인해 기존 전자 회로와 원활한 통합이 가능합니다.

이온 절단 과정
그 중 한 가지 과정은 이온 절단 (Smart Cut) 과 SiC 층 이식, 그 다음 웨이퍼 결합을 기반으로 합니다.이 기술 은 실리콘 온 이솔레이터 (SOI) 웨이퍼 의 대량 생산 에 사용 되었습니다그러나 SiC 응용 프로그램에서는 이온 이식으로 인해 열 소화로 복구 할 수없는 손상이 발생하여 광성 구조의 과도한 손실이 발생할 수 있습니다.1000°C를 초과하는 고온 열 소화 작업은 항상 특정 공정 요구 사항에 호환되지 않습니다..

 
이러한 문제를 해결하기 위해 밀링 및 화학 기계 닦기 (CMP) 기술을 사용하여 결합된 SiC/SiO2 - Si 스택을 <1μm로 직접 희석하여 부드러운 표면을 얻을 수 있습니다.반응성 이온 에치 (RIE) 를 통해 추가 희석이 가능합니다., 이는 SiCOI 구조의 손실을 최소화합니다. 게다가 습한 산화 보조 CMP는 표면 거칠성 및 산란 손실을 효과적으로 줄이는 것으로 입증되었습니다.높은 온도 소열은 웨이퍼 품질을 더 최적화 할 수 있습니다..
                                                                 

웨이퍼 결합 기술
또 다른 준비 방법은 웨이퍼 결합 기술입니다.실리콘 카바이드 (SiC) 와 실리콘 (Si) 웨이퍼 사이에 압력을 가하고 두 웨이퍼의 열 산화 층을 결합하기 위해 사용하는 것을 포함합니다.그러나, SiC의 열 산화 층은 SiC-옥시드 인터페이스에서 지역 결함을 일으킬 수 있습니다. 이 결함은 광적 손실 증가 또는 전하 함정 형성에 이어질 수 있습니다.또한, SiC 상의 이산화 실리콘 층은 일반적으로 플라스마 증강 화학 증기 퇴적 (PECVD) 으로 준비되며, 이 과정은 또한 특정 구조적 문제를 일으킬 수 있습니다.

 
위의 과제를 극복하기 위해 새로운 3C - SiCOI 칩 제조 프로세스가 제안되었습니다.따라서 실리콘 마이크로 기계/CMOS 및 SiC 광학의 모든 기능을 보존또한, amorphous SiC는 또한 PECVD 또는 스프터링에 의해 SiO2/Si 웨이퍼에 직접 퇴적 될 수 있으며, 따라서 단순화된 프로세스 통합을 달성 할 수 있습니다.이 모든 방법은 CMOS 프로세스와 완전히 호환됩니다, 광학 분야에서 SiCOI의 응용을 더욱 촉진합니다.
                                                                                 

장점
기존의 실리콘 온-이솔레이터 (SOI), 실리콘 나이트라이드 (SiN), 리?? 니오바트 온-이솔레이터 (LNOI) 의 재료 플랫폼과 비교하면SiCOI 재료 플랫폼은 광학 응용 분야에서 중요한 이점을 보여주고 양자 기술에 대한 차세대 재료 플랫폼으로 부상하고 있습니다.특수한 장점은 다음과 같습니다.

• 그것은 약 400nm에서 약 5000nm까지의 파장 범위에서 우수한 투명성을 나타내며 1 dB/cm 미만의 파도 유도 손실로 뛰어난 성능을 달성합니다.
• 전기 광학 변조, 열 전환 및 주파수 조정과 같은 여러 기능을 지원합니다.
• 두 번째 하모닉 생성과 다른 비선형 광학적 특성을 나타내고 색 센터를 기반으로 한 단일 광자 원천 플랫폼으로 사용될 수 있습니다.

 
- 네신청서

또한 SiCOI는 고열전도와 높은 분해전압에서 실리콘 카바이드 (SiC) 의 장점을 고열제도의 좋은 전기 단열 특성과 결합합니다.그리고 원래 SiC 웨이퍼의 광학적 특성을 향상시킵니다.이 물질을 기반으로, 이 물질은 광학, 양자 광학, 그리고 전력 장치와 같은 첨단 기술 분야에서 널리 사용되고 있습니다.연구원 들 은 많은 양의 고품질의 광학 성분 을 개발 해 왔습니다, 선형 파도 선도기, 마이크로 링 rezonator, 광성 결정 파도 선도기, 마이크로 디스크 rezonator, 전기 광학 변조기, Mach - Zehnder 간섭계 (MZI) 및 빔 스플리터.이 부품은 낮은 손실과 높은 성능을 특징, 양자 통신, 광학 컴퓨팅 및 고주파 전력 장치에 대한 탄탄한 기술적 기반을 제공합니다.
 
 
실리콘 카비드 온 일로레이터 (SiCOI) 얇은 필름은 혁신적인 복합재료로, 일반적으로 고품질의 싱글 크리스탈 실리콘 카비드 (SiC) 얇은 층 (500~600 nm,특정 응용 프로그램에 따라) 실리콘 이산화 (SiO2) 기판에. SiC는 뛰어난 열전도성, 높은 분해 전압, 그리고 뛰어난 화학 저항성으로 유명합니다.이 재료는 동시에 높은 전력의 까다로운 요구 사항을 충족 할 수 있습니다., 고주파 및 고온 응용 프로그램.
 
                                                      
 

질문 및 답변

Q1: SICOI와 전통적인 SiC-on-Si 장치의 차이점은 무엇입니까?
A:SICOI의 단열 기판 (예를 들어, Al2O3) 은 기생물 용량 및 실리콘 기판에서 누출 전류를 제거하면서 격자 불일치로 인한 결함을 피합니다.이것은 우수한 장치 신뢰성 및 주파수 성능을 가져옵니다..
 
Q2: 자동차 전자 장치에서 SICOI의 전형적인 응용 사례를 제공 할 수 있습니까?
- 네A:테슬라 모델 3 인버터는 SiC MOSFET를 사용한다. 미래 SICOI 기반 장치들은 전력 밀도와 운영 온도 범위를 더욱 향상시킬 수 있다.
 
Q3: SICOI가 SOI (실리콘 온 단열제) 와 비교했을 때 어떤 장점이 있습니까?
- 네A:

• - 네재료 성능:SICOI의 넓은 대역 간격은 더 높은 전력과 온도에서 작동 할 수 있지만 SOI는 뜨거운 운반자 효과에 의해 제한됩니다.
• 광학 성능:SICOI는 SOI의 ~3 dB/cm보다 현저히 낮은 <1 dB/cm의 파도 유도 손실을 달성하여 고주파 광학에 적합합니다.
• - 네기능적 확장:SICOI는 비선형 광학 (예를 들어, 두 번째 - 하모닉 세대) 을 지원하지만 SOI는 주로 선형 광학 효과에 의존합니다.

 
관련 제품