Plaquette HPSI SiCOI 4 6 pouces à liaison hydrophobe

Brève description :

Les plaquettes de 4H-SiCOI semi-isolantes de haute pureté (HPSI) sont développées à l'aide de technologies avancées de collage et d'amincissement. Elles sont fabriquées en collant des substrats de carbure de silicium 4H HPSI sur des couches d'oxyde thermique grâce à deux méthodes principales : le collage hydrophile (direct) et le collage activé en surface. Ce dernier introduit une couche intermédiaire modifiée (comme du silicium amorphe, de l'oxyde d'aluminium ou de l'oxyde de titane) pour améliorer la qualité du collage et réduire les bulles, particulièrement adaptée aux applications optiques. Le contrôle de l'épaisseur de la couche de carbure de silicium est assuré par SmartCut par implantation ionique ou par des procédés de meulage et de polissage CMP. SmartCut offre une uniformité d'épaisseur de haute précision (50 nm à 900 nm avec une uniformité de ± 20 nm), mais peut légèrement endommager les cristaux du fait de l'implantation ionique, affectant ainsi les performances des dispositifs optiques. Le meulage et le polissage CMP évitent d'endommager les matériaux et sont privilégiés pour les films épais (350 nm–500 µm) et les applications quantiques ou PIC, mais avec une épaisseur moins uniforme (± 100 nm). Les plaquettes standard de 6 pouces présentent une couche de SiC de 1 µm ± 0,1 µm sur une couche de SiO2 de 3 µm, posée sur des substrats de Si de 675 µm, avec un lissé de surface exceptionnel (Rq < 0,2 nm). Ces plaquettes SiCOI HPSI sont adaptées à la fabrication de MEMS, PIC, dispositifs quantiques et optiques, avec une excellente qualité de matériau et une grande flexibilité de processus.

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Caractéristiques

Aperçu des propriétés des plaquettes SiCOI (carbure de silicium sur isolant)

Les plaquettes SiCOI sont un substrat semi-conducteur de nouvelle génération associant du carbure de silicium (SiC) à une couche isolante, souvent du SiO₂ ou du saphir, pour améliorer les performances en électronique de puissance, RF et photonique. Vous trouverez ci-dessous un aperçu détaillé de leurs propriétés, classées par catégories clés :

Propriété	Description
Composition du matériau	Couche de carbure de silicium (SiC) collée sur un substrat isolant (généralement SiO₂ ou saphir)
Structure cristalline	Généralement des polytypes 4H ou 6H de SiC, connus pour leur haute qualité cristalline et leur uniformité
Propriétés électriques	Champ électrique de claquage élevé (~3 MV/cm), large bande interdite (~3,26 eV pour 4H-SiC), faible courant de fuite
Conductivité thermique	Conductivité thermique élevée (~300 W/m·K), permettant une dissipation thermique efficace
Couche diélectrique	La couche isolante (SiO₂ ou saphir) assure l'isolation électrique et réduit la capacité parasite
Propriétés mécaniques	Dureté élevée (~ 9 échelle de Mohs), excellente résistance mécanique et stabilité thermique
Finition de surface	Généralement ultra-lisse avec une faible densité de défauts, adapté à la fabrication de dispositifs
Applications	Électronique de puissance, dispositifs MEMS, dispositifs RF, capteurs nécessitant une tolérance élevée en température et en tension

Les plaquettes SiCOI (carbure de silicium sur isolant) représentent une structure de substrat semi-conducteur avancée, constituée d'une fine couche de carbure de silicium (SiC) de haute qualité collée sur une couche isolante, généralement du dioxyde de silicium (SiO₂) ou du saphir. Le carbure de silicium est un semi-conducteur à large bande interdite reconnu pour sa capacité à résister à des tensions et des températures élevées, ainsi qu'à une excellente conductivité thermique et une dureté mécanique supérieure, ce qui le rend idéal pour les applications électroniques à haute puissance, haute fréquence et haute température.

La couche isolante des plaquettes SiCOI assure une isolation électrique efficace, réduisant considérablement la capacité parasite et les courants de fuite entre les composants, améliorant ainsi leurs performances et leur fiabilité globales. La surface de la plaquette est polie avec précision pour obtenir une surface ultra-lisse et un minimum de défauts, répondant ainsi aux exigences strictes de la fabrication de composants à l'échelle micro et nanométrique.

Cette structure de matériau améliore non seulement les caractéristiques électriques des dispositifs SiC, mais aussi considérablement la gestion thermique et la stabilité mécanique. De ce fait, les plaquettes SiCOI sont largement utilisées dans l'électronique de puissance, les composants radiofréquence (RF), les capteurs de systèmes microélectromécaniques (MEMS) et l'électronique haute température. Globalement, les plaquettes SiCOI allient les propriétés physiques exceptionnelles du carbure de silicium aux avantages d'isolation électrique d'une couche isolante, offrant ainsi une base idéale pour la prochaine génération de semi-conducteurs hautes performances.

Application de la plaquette SiCOI

Dispositifs électroniques de puissance

Commutateurs haute tension et haute puissance, MOSFET et diodes

Bénéficiez de la large bande interdite, de la tension de claquage élevée et de la stabilité thermique du SiC

Pertes de puissance réduites et efficacité améliorée dans les systèmes de conversion de puissance

Composants de radiofréquence (RF)

Transistors et amplificateurs haute fréquence

La faible capacité parasite due à la couche isolante améliore les performances RF

Convient aux systèmes de communication et radar 5G

Systèmes microélectromécaniques (MEMS)

Capteurs et actionneurs fonctionnant dans des environnements difficiles

La robustesse mécanique et l'inertie chimique prolongent la durée de vie de l'appareil

Comprend des capteurs de pression, des accéléromètres et des gyroscopes

Électronique haute température

Électronique pour applications automobiles, aérospatiales et industrielles

Fonctionne de manière fiable à des températures élevées où le silicium échoue

Dispositifs photoniques

Intégration avec des composants optoélectroniques sur des substrats isolants

Permet la photonique sur puce avec une gestion thermique améliorée

Questions et réponses sur les plaquettes SiCOI

Q :qu'est-ce qu'une plaquette SiCOI

UN:Le terme « SiCOI » signifie « Silicium Carbide-on-Insulator ». Il s'agit d'un substrat semi-conducteur où une fine couche de carbure de silicium (SiC) est collée sur une couche isolante, généralement du dioxyde de silicium (SiO₂) ou parfois du saphir. Cette structure est similaire à celle des célèbres plaquettes de silicium sur isolant (SOI), mais utilise du SiC au lieu du silicium.