Plaquettes SICOI (Carbure de silicium sur isolant) Film de SiC sur silicium

Plaquettes SICOI (Carbure de silicium sur isolant) - Film SiC sur silicium - Image mise en avant

Description courte :

Les plaquettes SICOI (Silicon Carbide on Insulator) sont des substrats semi-conducteurs de nouvelle génération qui combinent les propriétés physiques et électroniques supérieures du carbure de silicium (SiC) aux excellentes caractéristiques d'isolation électrique d'une couche tampon isolante, telle que le dioxyde de silicium (SiO₂) ou le nitrure de silicium (Si₃N₄). Une plaquette SICOI typique est constituée d'une fine couche épitaxiale de SiC, d'un film isolant intermédiaire et d'un substrat de base, qui peut être en silicium ou en SiC.

Envoyez-nous un courriel

Caractéristiques

Diagramme détaillé

Introduction des plaquettes de carbure de silicium sur isolant (SICOI)

Cette structure hybride est conçue pour répondre aux exigences rigoureuses des dispositifs électroniques haute puissance, haute fréquence et haute température. Grâce à l'intégration d'une couche isolante, les plaquettes SICOI minimisent la capacité parasite et suppriment les courants de fuite, garantissant ainsi des fréquences de fonctionnement plus élevées, un meilleur rendement et une gestion thermique optimisée. Ces avantages les rendent particulièrement précieuses dans des secteurs tels que les véhicules électriques, les infrastructures de télécommunications 5G, les systèmes aérospatiaux, l'électronique RF avancée et les technologies de capteurs MEMS.

Principe de production des plaquettes SICOI

Les plaquettes SICOI (carbure de silicium sur isolant) sont fabriquées grâce à un procédé avancé.procédé de collage et d'amincissement des plaquettes:

Croissance du substrat SiC– Une plaquette de SiC monocristalline de haute qualité (4H/6H) est préparée comme matériau donneur.
Dépôt de couche isolante– Un film isolant (SiO₂ ou Si₃N₄) est formé sur la plaquette porteuse (Si ou SiC).
Collage de plaquettes– La plaquette de SiC et la plaquette porteuse sont collées ensemble sous haute température ou avec l'aide d'un plasma.
Amincissement et polissage– La plaquette donneuse en SiC est amincie à quelques micromètres et polie pour obtenir une surface atomiquement lisse.
Inspection finale– La plaquette SICOI terminée est testée pour vérifier l'uniformité de son épaisseur, la rugosité de sa surface et ses performances d'isolation.

Grâce à ce processus, uncouche active mince de SiCDes propriétés électriques et thermiques exceptionnelles sont combinées à un film isolant et à un substrat de support, créant ainsi une plateforme haute performance pour les dispositifs de puissance et RF de nouvelle génération.

Principaux avantages des plaquettes SICOI

Catégorie de fonctionnalités	Caractéristiques techniques	Principaux avantages
Structure matérielle	Couche active 4H/6H-SiC + film isolant (SiO₂/Si₃N₄) + support Si ou SiC	Assure une isolation électrique robuste, réduit les interférences parasites
Propriétés électriques	Rigidité diélectrique élevée (>3 MV/cm), faibles pertes diélectriques	Optimisé pour un fonctionnement à haute tension et à haute fréquence
Propriétés thermiques	Conductivité thermique jusqu'à 4,9 W/cm·K, stable au-dessus de 500 °C	Dissipation thermique efficace, excellentes performances sous fortes charges thermiques
Propriétés mécaniques	Dureté extrême (Mohs 9,5), faible coefficient de dilatation thermique	Résistant aux contraintes, prolonge la durée de vie de l'appareil.
Qualité de surface	Surface ultra-lisse (Ra < 0,2 nm)	Favorise une épitaxie sans défauts et une fabrication fiable des dispositifs
Isolation	Résistivité >10¹⁴ Ω·cm, faible courant de fuite	Fonctionnement fiable dans les applications d'isolation RF et haute tension
Taille et personnalisation	Disponible en formats 4, 6 et 8 pouces ; épaisseur de SiC : 1 à 100 µm ; isolation : 0,1 à 10 µm	Conception flexible pour répondre à différents besoins d'application

Principaux domaines d'application

Secteur d'application	Cas d'utilisation typiques	Avantages en matière de performance
Électronique de puissance	Onduleurs pour véhicules électriques, bornes de recharge, dispositifs d'alimentation industrielle	Tension de claquage élevée, pertes de commutation réduites
RF et 5G	Amplificateurs de puissance de station de base, composants à ondes millimétriques	Faibles parasites, prend en charge les opérations dans la gamme des GHz
Capteurs MEMS	Capteurs de pression pour environnements extrêmes, MEMS de qualité navigation	Haute stabilité thermique, résistant aux radiations
Aérospatiale et défense	modules d'alimentation pour communications par satellite et avionique	Fiabilité en conditions de températures extrêmes et d'exposition aux radiations
Réseau intelligent	Convertisseurs HVDC, disjoncteurs statiques	Une isolation élevée minimise les pertes de puissance
Optoélectronique	LED UV, substrats laser	La haute qualité cristalline favorise une émission de lumière efficace

Fabrication de 4H-SiCOI

La production de plaquettes 4H-SiCOI est réalisée parprocédés de collage et d'amincissement de plaquettes, permettant des interfaces isolantes de haute qualité et des couches actives en SiC sans défaut.

a: Schéma de fabrication de la plateforme de matériaux 4H-SiCOI.
bImage d'une plaquette 4H-SiCOI de 4 pouces utilisant le collage et l'amincissement ; zones de défauts marquées.
c: Caractérisation de l'uniformité d'épaisseur du substrat 4H-SiCOI.
dImage optique d'une puce 4H-SiCOI.
e: Processus de fabrication d'un résonateur à microdisque en SiC.
f: Image MEB d'un résonateur à microdisque terminé.
gImage MEB agrandie montrant la paroi latérale du résonateur ; l’encart AFM illustre la régularité de la surface à l’échelle nanométrique.
h: Image MEB en coupe transversale illustrant la surface supérieure de forme parabolique.

FAQ sur les plaquettes SICOI

Q1 : Quels avantages les plaquettes SICOI présentent-elles par rapport aux plaquettes SiC traditionnelles ?
A1 : Contrairement aux substrats SiC standard, les plaquettes SICOI comprennent une couche isolante qui réduit la capacité parasite et les courants de fuite, ce qui conduit à une efficacité plus élevée, une meilleure réponse en fréquence et des performances thermiques supérieures.

Q2 : Quelles sont les tailles de plaquettes généralement disponibles ?
A2 : Les plaquettes SICOI sont généralement produites aux formats 4 pouces, 6 pouces et 8 pouces, avec une épaisseur de couche SiC et isolante personnalisée disponible en fonction des exigences du dispositif.

Q3 : Quels secteurs bénéficient le plus des plaquettes SICOI ?
A3 : Les industries clés comprennent l’électronique de puissance pour les véhicules électriques, l’électronique RF pour les réseaux 5G, les MEMS pour les capteurs aérospatiaux et l’optoélectronique comme les LED UV.

Q4 : Comment la couche isolante améliore-t-elle les performances de l’appareil ?
A4 : Le film isolant (SiO₂ ou Si₃N₄) empêche les fuites de courant et réduit la diaphonie électrique, permettant une endurance en tension plus élevée, une commutation plus efficace et une perte de chaleur réduite.

Q5 : Les plaquettes SICOI sont-elles adaptées aux applications à haute température ?
A5 : Oui, avec une conductivité thermique élevée et une résistance supérieure à 500 °C, les plaquettes SICOI sont conçues pour fonctionner de manière fiable sous une chaleur extrême et dans des environnements difficiles.

Q6 : Les plaquettes SICOI peuvent-elles être personnalisées ?
A6 : Absolument. Les fabricants proposent des conceptions sur mesure pour des épaisseurs, des niveaux de dopage et des combinaisons de substrats spécifiques afin de répondre à divers besoins de recherche et industriels.

Précédent: Machine de découpe au fil diamanté pour SiC | Saphir | Quartz | Verre

Suivant: Machine de sciage diamantée multifil pour matériaux ultra-durs et fragiles en saphir SiC