Το ημιμονωτικό καρβίδιο του πυριτίου είναι ένα σημαντικό υλικό υποστρώματος για συσκευές ραδιοσυχνοτήτων υψηλής συχνότητας και ισχύος, επειδή συνδυάζει υψηλή ηλεκτρική ειδική αντίσταση με υψηλή θερμική αγωγιμότητα.

Σε αντίθεση με τα αγώγιμα υποστρώματα SiC τύπου n που χρησιμοποιούνται κυρίως για συσκευές κάθετης ισχύος, το ημιμονωτικό SiC έχει σχεδιαστεί για να καταστέλλει την παρασιτική ηλεκτρική αγωγιμότητα μέσω του υποστρώματος. Αυτό το καθιστά ιδιαίτερα κατάλληλο για δομές ραδιοσυχνοτήτων, μικροκυμάτων και συσκευών υψηλής συχνότητας όπου η απώλεια υποστρώματος μπορεί να επηρεάσει άμεσα το κέρδος, την απόδοση και την απόδοση συχνότητας.

Μεταξύ ημιμονωτικών υλικών SiC, έχουν χρησιμοποιηθεί ιστορικά δύο προσεγγίσεις:

• Ημιμονωτικό SiC υψηλής καθαρότητας ή HPSI
• Ημιμονωτικό SiC με πρόσμειξη βαναδίου

Αν και και τα δύο μπορούν να παρέχουν πολύ υψηλή ειδική αντίσταση, ο μηχανισμός που χρησιμοποιείται για την επίτευξη ημιμονωτικής συμπεριφοράς είναι διαφορετικός.

Για τους μηχανικούς συσκευών RF και τους αγοραστές γκοφρετών, αυτή η διαφορά μπορεί να επηρεάσει:

• Ηλεκτρική σταθερότητα
• Απώλεια RF
• Θερμική συμπεριφορά
• Παγίδες σε βαθύ επίπεδο
• Εφέ back-gating
• Επιταξιακή συμβατότητα
• Αξιοπιστία συσκευής

Για το λόγο αυτό, η επιλογή του υποστρώματος δεν πρέπει να βασίζεται μόνο στην ειδική ειδική αντίσταση.

Γιατί οι συσκευές RF χρειάζονται ημιμονωτικό SiC

Μια συσκευή ραδιοσυχνοτήτων που λειτουργεί σε συχνότητες μικροκυμάτων ή κυμάτων χιλιοστού πρέπει να ελαχιστοποιεί την ανεπιθύμητη ροή ρεύματος μέσω του υποστρώματος.

Εάν το υπόστρωμα είναι ηλεκτρικά αγώγιμο, η παρασιτική χωρητικότητα και οι διαδρομές ρεύματος μπορούν να αυξήσουν τις απώλειες ραδιοσυχνοτήτων.

Το ημιμονωτικό SiC παρέχει δύο σημαντικά χαρακτηριστικά ταυτόχρονα:

Υψηλή ηλεκτρική αντίσταση

και

Υψηλή θερμική αγωγιμότητα

Αυτός ο συνδυασμός είναι ιδιαίτερα ελκυστικός για εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων υψηλής ισχύος.

Η έρευνα για το ημιμονωτικό SiC έχει προσδιορίσει από καιρό τα ηλεκτρονικά μικροκυμάτων και τα ηλεκτρονικά υψηλής συχνότητας ως βασικές εφαρμογές, επειδή το υλικό μπορεί να παρέχει τόσο την αντίσταση που απαιτείται για λειτουργία χαμηλών απωλειών όσο και επαρκή θερμική αγωγιμότητα για τη διάχυση της θερμότητας της συσκευής.

Οι τυπικές εφαρμογές περιλαμβάνουν:

• Ενισχυτές ισχύος RF
• Συσκευές μικροκυμάτων
• Ηλεκτρονικά ραντάρ
• Δορυφορική επικοινωνία
• Τηλεπικοινωνιακή υποδομή
• Διακόπτες υψηλής συχνότητας
• RF μπροστινές μονάδες
• Δομές HEMT υψηλής ισχύος
• Ηλεκτρονικά RF υψηλής θερμοκρασίας

Για αυτές τις εφαρμογές, η ποιότητα του υποστρώματος επηρεάζει όχι μόνο την επεξεργασία πλακιδίων αλλά και το ηλεκτρικό περιβάλλον κάτω από την ενεργή συσκευή.

1. Τι είναι το HPSI 4H-SiC;

HPSI σημαίνει:

Ημιμονωτικό καρβίδιο του πυριτίου υψηλής καθαρότητας

Σε αντίθεση με το σκόπιμα προσμιγμένο με βανάδιο SiC, το υλικό HPSI παράγεται γενικά χρησιμοποιώντας υψηλή καθαρότητα υλικού και εγγενή ελαττώματα σε βαθύ επίπεδο για την αντιστάθμιση των υπολειμματικών ρηχών ακαθαρσιών.

Τρέχουσα διαφήμιση4H-SiCΤα προϊόντα HPSI προσδιορίζουν συγκεκριμένα το υλικό ωςόχι ντοπαρισμένο με βανάδιο.

Ο βασικός στόχος είναι να διατηρηθεί η συγκέντρωση του ελεύθερου φορέα εξαιρετικά χαμηλή, έτσι ώστε η ειδική αντίσταση του υποστρώματος χύδην να παραμένει υψηλή.

Οι υπολειμματικές ακαθαρσίες που συνήθως εμπλέκονται περιλαμβάνουν:

• Αζωτο
• Βόριο
• Άλλες ίχνη ακαθαρσιών

Τα εγγενή ελαττώματα μπορούν να εισαγάγουν βαθιά ηλεκτρονικά επίπεδα που αντισταθμίζουν αυτά τα υπολειμματικά ρηχά πρόσμικτα.

Η έρευνα για το HPSI 4H-SiC εντόπισε ελαττώματα που σχετίζονται με κενές θέσεις, κενά και σύμπλοκα κενού άνθρακα-αντιθέσης άνθρακα μεταξύ των ελαττωμάτων που μπορούν να συμβάλουν στην ημιμονωτική συμπεριφορά.

Αυτός ο μηχανισμός αντιστάθμισης επιτρέπει υψηλή ειδική αντίσταση χωρίς να βασίζεται σε εσκεμμένο ντόπινγκ βαρέων μετάλλων.

2. Τι είναι το ημιμονωτικό SiC με πρόσμειξη βαναδίου;

Η δεύτερη προσέγγιση είναι η σκόπιμη εισαγωγή βαναδίου στο SiC.

Το βανάδιο παράγει βαθιά επίπεδα ενέργειας μέσα στο διάκενο SiC.

Αυτά τα βαθιά επίπεδα μπορούν να αντισταθμίσουν τους ηλεκτρικά ενεργούς ρηχούς δότες και αποδέκτες, μειώνοντας τον αριθμό των δωρεάν φορέων φόρτισης.

Η απλοποιημένη έννοια είναι:

Υπολειμματικές ακαθαρσίες δότη/δέκτη → αντισταθμίζονται από βαθιά επίπεδα βαναδίου → χαμηλή συγκέντρωση φορέα → υψηλή ειδική αντίσταση

Η αντιστάθμιση βαναδίου χρησιμοποιείται εδώ και πολλά χρόνια για την παραγωγή ημιμονωτικού SiC.

Η έρευνα έχει εντοπίσει επίπεδα βαθιάς δέκτη που σχετίζονται με το βανάδιο περίπου περίπου 1 eV κάτω από την περιοχή της ζώνης αγωγιμότητας, αν και η ακριβής ηλεκτρική συμπεριφορά εξαρτάται από τη συγκέντρωση βαναδίου και άλλα εγγενή ελαττώματα.

Είναι σημαντικό να διακρίνουμε:

Ντοπαρισμένο με βανάδιο

από

4H-SiC

γιατί αυτά περιγράφουν δύο διαφορετικά χαρακτηριστικά.

Το βανάδιο περιγράφει τη μέθοδο αποζημίωσης/ντόπινγκ.

Το 4H περιγράφει τον πολυτύπο κρυστάλλου SiC.

Ημιμονωτικό υλικό με πρόσμιξη βαναδίου υπήρχε ιστορικά σε αρκετούς πολυτύπους SiC. Μερικά τρέχοντα εμπορικά ημιμονωτικά υποστρώματα με πρόσμιξη βαναδίου, για παράδειγμα, προσφέρονται ως 6H-SiC αντί για 4H-SiC.

Επομένως, ένα RFQ θα πρέπει πάντα να προσδιορίζει και τα δύο:

Πολύτυπος: 4H-SiC

και

Μέθοδος ημιμόνωσης / απαίτηση ειδικής αντίστασης

αντί να ζητάμε απλώς «ημιμονωτικό SiC».

3. HPSI vs Vanadium-Doped SiC

Η θεμελιώδης διαφορά είναι πώς δημιουργείται η ημιμονωτική ηλεκτρική συμπεριφορά.

Η τεχνολογία HPSI έγινε ολοένα και πιο σημαντική, εν μέρει επειδή το βανάδιο εισάγει πρόσθετα κέντρα σε βάθος.

Αυτές οι καταστάσεις παγίδευσης μπορεί να αλληλεπιδρούν με τη λειτουργία της συσκευής, ιδιαίτερα σε συνθήκες υψηλού ηλεκτρικού πεδίου ή υψηλής θερμοκρασίας.

Η έρευνα έχει αναφέρει ότι τα ηλεκτρόνια που παγιδεύονται από το βανάδιο μπορούν να απελευθερωθούν θερμικά και μπορεί να συμβάλουν σε επιδράσεις όπως η μετατόπιση της τάσης κατωφλίου ή η οπίσθια πύλη στις δομές της συσκευής φαινομένου πεδίου. Αυτός είναι ένας λόγος που το υλικό HPSI που βασίζεται σε εγγενή ελαττώματα έγινε όλο και πιο ελκυστικό.

Ωστόσο, αυτό δεν σημαίνει ότι κάθε υπόστρωμα με πρόσμιξη βαναδίου είναι ακατάλληλο για χρήση ραδιοσυχνοτήτων.

Η σωστή σύγκριση θα πρέπει να λάβει υπόψη:

• Δομή συσκευής
• Συχνότητα RF
• Θερμοκρασία λειτουργίας
• Πυκνότητα ισχύος
• Επιταξιακή δομή
• Διανομή παγίδας
• Σταθερότητα αντίστασης
• Ποιότητα υλικού προμηθευτή

4. Αντίσταση: Μία από τις πιο σημαντικές παραμέτρους RF

Για ημιμονωτικό SiC, η ειδική αντίσταση είναι μια κύρια παράμετρος αγοράς.

Σκοπός του είναι να περιορίσει το ανεπιθύμητο ρεύμα που διαρρέει το υπόστρωμα.

Οι τρέχουσες εμπορικές προδιαγραφές HPSI 4H-SiC μπορούν να φτάσουν τιμές τουλάχιστον του εύρους 106–108 Ω·cm ή υψηλότερες ανάλογα με τον προμηθευτή, την ποιότητα και τις συνθήκες μέτρησης. Μια τρέχουσα εμπορική οικογένεια προϊόντων HPSI καθορίζει ≥108 Ω·cm για επιλεγμένο υλικό παραγωγής.

Τα ημιμονωτικά προϊόντα με πρόσμιξη βαναδίου μπορούν επίσης να παρουσιάσουν εξαιρετικά υψηλή ειδική αντίσταση.

Για παράδειγμα, εμπορικά ημιμονωτικά υλικά SiC με πρόσμιξη βαναδίου έχουν αναφερθεί με ειδική ειδική αντίσταση άνω των 109 Ω·cm, ανάλογα με τον πολυτύπο και τις προδιαγραφές του προϊόντος.

Ωστόσο, συγκρίνοντας δύο γκοφρέτες μόνο από τη δήλωση:

Αντίσταση >10⁸ Ω·cm

δεν είναι επαρκής.

Ο αγοραστής θα πρέπει επίσης να ρωτήσει:

• Σε ποια θερμοκρασία μετρήθηκε η ειδική αντίσταση;
• Ποια μέθοδος μέτρησης χρησιμοποιήθηκε;
• Είναι η τιμή ελάχιστη, τυπική ή μέση;
• Είναι ομοιόμορφη η ειδική αντίσταση σε όλη τη γκοφρέτα;
• Πόσο σταθερή είναι η ειδική αντίσταση μετά από επεξεργασία σε υψηλή θερμοκρασία;
• Η γκοφρέτα περιέχει ηλεκτρικά ενεργές βαθιές παγίδες;

Για συσκευές RF,σταθερότητα αντίστασηςμπορεί να είναι τόσο σημαντική όσο η απόλυτη τιμή θερμοκρασίας δωματίου.

5. Γιατί έχουν σημασία τα ελαττώματα σε βάθος

Μια γκοφρέτα ημιαγωγών μπορεί να έχει υψηλή μετρημένη ειδική αντίσταση και να εξακολουθεί να περιέχει ηλεκτρικά ενεργά ελαττώματα.

Το ημιμονωτικό SiC βασίζεται σε βαθιά ηλεκτρονικά επίπεδα για την καταστολή των ελεύθερων φορέων.

Ωστόσο, τα βαθιά επίπεδα μπορούν επίσης να λειτουργήσουν ως παγίδες.

Ανάλογα με την αρχιτεκτονική της συσκευής, οι παγίδες μπορούν να συλλάβουν ή να απελευθερώσουν φορείς κατά τη διάρκεια:

• Λειτουργία RF
• Λειτουργία σε υψηλό πεδίο
• Θέρμανση
• Ψύξη
• Εναλλαγή μεροληψίας
• Λειτουργία μεγάλης διάρκειας

Οι πιθανές επιπτώσεις περιλαμβάνουν:

• Τρέχουσα κατάρρευση
• Η δυναμική αντίσταση αλλάζει
• Μετατόπιση κατωφλίου-τάσης
• Πίσω πύλη
• Διασπορά ραδιοσυχνοτήτων
• Αστάθεια συσκευής

Αυτός είναι ο λόγος για τον οποίο η επιλογή HPSI έναντι πρόσμιξης βαναδίου δεν μπορεί να περιοριστεί σε μια απλή ερώτηση για το ποια γκοφρέτα έχει μεγαλύτερη αντίσταση.

Ένα υψηλής ποιότητας υπόστρωμα ραδιοσυχνοτήτων πρέπει να συνδυάζει:

υψηλή ειδική αντίσταση + ηλεκτρική σταθερότητα + ελεγχόμενα ελαττώματα + καλές θερμικές ιδιότητες

6. Κρυσταλλικά ελαττώματα σε ημιμονωτικό 4H-SiC

Η ποιότητα του υποστρώματος RF επηρεάζεται επίσης από κρυσταλλογραφικά ελαττώματα.

Οι σημαντικές κατηγορίες ελαττωμάτων περιλαμβάνουν:

• Μικροσωλήνες
• Εξαρθρήματα βιδών σπειρώματος
• Εξαρθρώσεις ακμών σπειρώματος
• Εξαρθρήματα βασικού επιπέδου
• Βλάβες στοίβαξης
• Πολυτυπικά εγκλείσματα
• Συμπεριλήψεις άνθρακα
• Επιφανειακά κοιλώματα
• Υπόγεια ζημιά

Μικροσωλήνες

Οι μικροσωλήνες είναι ελαττώματα κοίλου πυρήνα που σχετίζονται με μεγάλες εξαρθρώσεις βιδών με διάνυσμα Burgers.

Αν και η σύγχρονη ανάπτυξη κρυστάλλων SiC έχει μειώσει δραματικά την πυκνότητα των μικροσωλήνων, παραμένουν μια σημαντική ιστορική και αγοραστική παράμετρος.

Για υποστρώματα ποιότητας RF, οι αγοραστές θα πρέπει να προσδιορίσουν:

• Μέγιστη πυκνότητα μικροσωλήνων
• Είτε η αξία είναι εγγυημένη είτε τυπική
• Μέθοδος επιθεώρησης
• Περιοχή χαρτογράφησης

Εξαρθρώσεις σπειρωμάτων

Εξαρθρήματα βιδών σπειρώματος και εξαρθρήματα ακμών σπειρώματος μπορεί να διαδοθούν σε επόμενα επιταξιακά στρώματα.

Η επίδρασή τους εξαρτάται από τον τελικό σχεδιασμό της συσκευής.

Αντί να προσδιορίσετε μόνο:

Χαμηλή πυκνότητα εξάρθρωσης

το RFQ θα πρέπει να προσδιορίζει τις απαιτούμενες κατηγορίες ελαττωμάτων και τα επίπεδα αποδοχής.

7. Το TTV έχει σημασία ακόμη και για υποστρώματα ραδιοσυχνοτήτων

Οι ηλεκτρικές ιδιότητες συχνά λαμβάνουν τη μεγαλύτερη προσοχή για ημιμονωτικό SiC, αλλά η γεωμετρία του πλακιδίου είναι εξίσου σημαντική κατά την κατασκευή της συσκευής.

TTV σημαίνει:

Διακύμανση ολικού πάχους

Αντιπροσωπεύει τη διαφορά μεταξύ του μέγιστου και του ελάχιστου πάχους γκοφρέτας εντός της καθορισμένης περιοχής μέτρησης.

Το υψηλό TTV μπορεί να δημιουργήσει προβλήματα κατά τη διάρκεια:

• Λιθογραφία
• Επιταξία
• Τσούκισμα γκοφρέτας
• Επεξεργασία στο πίσω μέρος
• Συγκόλληση γκοφρέτας
• Αραίωση
• Μετρολογία
• Αυτοματοποιημένος χειρισμός

Οι εμπορικές προδιαγραφές υποστρώματος HPSI δείχνουν ότι τιμές όπως π.χTTV ≤10 μmείναι τεχνικά εφικτά για επιλεγμένες ποιότητες και μεγέθη γκοφρέτας, αν και η απαιτούμενη τιμή πρέπει πάντα να συμφωνείται μεταξύ αγοραστή και προμηθευτή.

Η εργασία τυποποίησης πλακιδίων SiC της SEMI προσδιορίζει επίσης το πάχος, την ανοχή, την επιπεδότητα, τον προσανατολισμό και τα ελαττώματα ως θεμελιώδη φυσικά χαρακτηριστικά του υποστρώματος.

8. Φιόγκο και στημόνι

Το TTV περιγράφει διακύμανση πάχους, αλλά δεν περιγράφει το πλήρες σχήμα της γκοφρέτας.

Δύο επιπλέον παράμετροι είναι σημαντικές:

Τόξο

και

Στημόνι

Μια γκοφρέτα μπορεί να έχει αποδεκτό TTV ενώ εξακολουθεί να παρουσιάζει υπερβολική συνολική παραμόρφωση.

Αυτό γίνεται όλο και πιο σημαντικό καθώς η διάμετρος της γκοφρέτας αυξάνεται.

Το υπερβολικό στημόνι μπορεί να προκαλέσει:

• Σφάλματα χειρισμού ρομπότ
• Προβλήματα τσοκ
• Προβλήματα εστίασης
• Ανομοιομορφία επίστρωσης
• Επιταξιακή ανομοιομορφία
• Λάθη επιθεώρησης

Επομένως, μια σοβαρή προδιαγραφή γκοφρέτας ραδιοσυχνοτήτων θα πρέπει κανονικά να περιέχει:

TTV + Bow + Warp

παρά μόνο το TTV.

9. Τραχύτητα επιφάνειας και ποιότητα CMP

Η επιφάνεια Si ενός ημιμονωτικού υποστρώματος SiC προετοιμάζεται κανονικά για επακόλουθη επιταξιακή ανάπτυξη.

Επομένως, η επιφάνεια πρέπει να έχει πολύ χαμηλή τραχύτητα και ελάχιστη ζημιά στο γυάλισμα.

Τα εμπορικά ημιμονωτικά υποστρώματα SiC προσανατολισμένα σε ραδιοσυχνότητες μπορούν να επιτύχουν τραχύτητα επιφάνειας κάτω των νανομέτρων. Τα τρέχοντα παραδείγματα προσδιορίζουν τραχύτητα κάτω από περίπου 5 Å για επιλεγμένα προϊόντα.

Ωστόσο, το Ra από μόνο του δεν περιγράφει πλήρως μια έτοιμη επιφάνεια.

Ο αγοραστής θα πρέπει επίσης να ελέγξει:

• Γρατσουνιές
• Πιτς
• Ομίχλη
• Γυαλιστικά σημάδια
• Σωματίδια
• Μόλυνση
• Επιφανειακή ζημιά
• Βήμα μάζεμα
• Ελαττώματα άκρων

Μια γκοφρέτα μπορεί να έχει πολύ χαμηλή μέτρηση Ra ενώ εξακολουθεί να περιέχει μεμονωμένα ελαττώματα που επηρεάζουν την επιταξιακή ανάπτυξη.

10. Si-Face CMP και Backside Finish

Για εφαρμογές επιταξίας RF, η μπροστινή επιφάνεια είναι συνήθως η επιφάνεια πυριτίου.

Μια τυπική διαμόρφωση υποστρώματος μπορεί να είναι:

Si-face: CMP, epi-ready

C-face: οπτικό βερνίκι ή καθορισμένο φινίρισμα στο πίσω μέρος

Η ακριβής προετοιμασία της επιφάνειας πρέπει πάντα να συμπεριλαμβάνεται στο RFQ.

Για παράδειγμα:

Εμπρός: Si-face CMP, epi-ready
Πίσω: οπτικά γυαλισμένο

Απλώς ζητώντας:

Γυαλισμένο διπλής όψης

ενδέχεται να μην παρέχει επαρκείς πληροφορίες σχετικά με την πραγματική ποιότητα CMP που απαιτείται για την επιταξία.

11. Προσανατολισμός: On-Axis vs Off-Axis

Μια άλλη σημαντική διαφορά μεταξύ ημιμονωτικών υποστρωμάτων RF και υποστρωμάτων ηλεκτρικών συσκευών είναι ο προσανατολισμός.

Τα αγώγιμα υποστρώματα ισχύος 4H-SiC συνήθως παρέχονται με σκόπιμο προσανατολισμό εκτός άξονα για ομοεπιταξιακή ανάπτυξη.

Τα ημιμονωτικά υποστρώματα ραδιοσυχνοτήτων, ειδικά εκείνα που προορίζονται ως ξένα υποστρώματα για επιτάξεις νιτριδίων, παρέχονται συχνά στον άξονα.

Τα τρέχοντα εμπορικά προϊόντα HPSI 4H-SiC RF χρησιμοποιούν προσανατολισμούς επί του άξονα για ορισμένες κατηγορίες υποστρωμάτων.

Επομένως, η RFQ θα πρέπει να προσδιορίζει σαφώς:

• Πολύτυπος
• Επιφανειακό επίπεδο
• Εντός ή εκτός άξονα
• Ανοχή προσανατολισμού
• Si-face ή C-face

12. Επιλογή διαμέτρου

Το ημιμονωτικό SiC ήταν ιστορικά διαθέσιμο σε μικρότερες διαμέτρους από τα κύρια αγώγιμα υποστρώματα ισχύος SiC.

Οι κοινές διάμετροι υποστρώματος RF περιλαμβάνουν:

• 50,8 χλστ
• 76,2 χλστ
• 100 χλστ
• 150 χλστ

Η ανάπτυξη μεγάλης διαμέτρου συνεχίζεται, αλλά η διαθεσιμότητα εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από:

• Πολύτυπος
• Μέθοδος αποζημίωσης
• Βαθμός
• Προμηθευτής
• Προδιαγραφές ελαττώματος

Οι αγοραστές δεν πρέπει να υποθέσουν ότι κάθε προδιαγραφή SiC 200 mm τύπου n είναι αυτόματα διαθέσιμη ως γκοφρέτα HPSI 200 mm.

Για παράδειγμα, οι τρέχουσες εμπορικές πληροφορίες προϊόντων δείχνουν προσφορές 4H HPSI σε 100 mm και 150 mm, ενώ η διαθεσιμότητα 200 mm μπορεί να σχετίζεται με άλλες οικογένειες προϊόντων SiC.

Για το λόγο αυτό, θα πρέπει να επιβεβαιωθεί η διαθεσιμότητα διαμέτρου πριν από την οριστικοποίηση μιας διαδικασίας συσκευής.

13. Τυπικές παράμετροι RFQ για ημιμονωτικό 4H-SiC

Ένα επαγγελματικό RFQ θα πρέπει να περιέχει κάτι περισσότερο από διάμετρο και ειδική αντίσταση.

14. Ερωτήσεις που πρέπει να κάνετε στον προμηθευτή

Πριν παραγγείλουν ημιμονωτικό SiC για εφαρμογές ραδιοσυχνοτήτων, οι αγοραστές θα πρέπει να ρωτήσουν:

1. Είναι το υλικό HPSI ή σκόπιμα εμποτισμένο με βανάδιο;
2. Ο πολυτύπος είναι 4Η ή 6Η;
3. Ποια είναι η ελάχιστη εγγυημένη ειδική αντίσταση;
4. Πώς μετριέται η ειδική αντίσταση;
5. Η ειδική αντίσταση μετριέται μόνο σε θερμοκρασία δωματίου;
6. Ποια είναι η διάμετρος της γκοφρέτας;
7. Είναι η γκοφρέτα στον άξονα;
8. Ποια είναι τα όρια TTV, τόξου και στημόνι;
9. Ποιες είναι οι προδιαγραφές μικροσωλήνων και εξάρθρωσης;
10. Είναι έτοιμο το Si-face CMP;
11. Ποια τραχύτητα επιφάνειας είναι εγγυημένη;
12. Είναι διαθέσιμοι χάρτες σωματιδίων και γρατσουνιών;
13. Παρέχεται ιχνηλασιμότητα σε επίπεδο γκοφρέτας;
14. Μπορεί να παρασχεθεί πιστοποιητικό επιθεώρησης;
15. Μπορούν να υποστηριχθούν προσαρμοσμένες προδιαγραφές υποστρώματος RF;

Αυτές οι ερωτήσεις διευκολύνουν τη σύγκριση τιμών από διαφορετικούς προμηθευτές υποστρώματος.

15. HPSI ή Vanadium-Doped: Ποια πρέπει να επιλεγεί;

Δεν υπάρχει ενιαία προδιαγραφή κατάλληλη για κάθε συσκευή RF.

Ωστόσο, για σύγχρονες εφαρμογές υποστρώματος RF 4H-SiC, το HPSI είναι ιδιαίτερα ελκυστικό επειδή μπορεί να παρέχει πολύ υψηλή ειδική αντίσταση χωρίς σκόπιμη ντόπινγκ βαναδίου.

Αυτό αφαιρεί μια πηγή σκόπιμα εισαγόμενης ακαθαρσίας σε βάθος και έχει βοηθήσει το HPSI να γίνει μια σημαντική πλατφόρμα υλικού για προηγμένες δομές RF.

Το SiC με πρόσμιξη βαναδίου μπορεί ακόμα να παρέχει εξαιρετική ειδική αντίσταση και παραμένει τεχνικά σχετικό, ειδικά για καθιερωμένες πλατφόρμες συσκευών και συγκεκριμένους συνδυασμούς υποστρώματος/πολυτύπου.

Επομένως, η σωστή αξιολόγηση πρέπει να περιλαμβάνει:

αντίσταση

συν

σταθερότητα σε βαθύ επίπεδο

συν

ποιότητα κρυστάλλου

συν

γεωμετρία

συν

προετοιμασία της επιφάνειας

αντί να επιλέξετε μια γκοφρέτα με βάση έναν μόνο αριθμό.

Σύναψη

Το ημιμονωτικό SiC είναι κάτι περισσότερο από απλό "SiC υψηλής αντίστασης".

Για συσκευές ραδιοσυχνοτήτων και μικροκυμάτων, το υπόστρωμα πρέπει να παρέχει συνδυασμό:

• Υψηλή αντίσταση όγκου
• Σταθερή ηλεκτρική συμπεριφορά
• Υψηλή θερμική αγωγιμότητα
• Χαμηλή πυκνότητα ελαττώματος κρυστάλλου
• Ελεγχόμενο TTV, τόξο και στημόνι
• Χαμηλή τραχύτητα επιφάνειας
• Ποιότητα Epi-ready CMP
• Αξιόπιστη επιθεώρηση σε επίπεδο γκοφρέτας

Το HPSI 4H-SiC επιτυγχάνει ημιμονωτική συμπεριφορά κυρίως μέσω υψηλής καθαρότητας υλικού και εγγενούς αντιστάθμισης σε βαθύ επίπεδο και όχι σκόπιμου ντόπινγκ βαναδίου.

Το SiC με πρόσμειξη βαναδίου χρησιμοποιεί σκόπιμα εισαγόμενα βαθιά επίπεδα για να αντισταθμίσει τους υπολειπόμενους φορείς.

Και οι δύο προσεγγίσεις μπορούν να δημιουργήσουν υποστρώματα υψηλής ειδικής αντίστασης, αλλά η φυσική και η ηλεκτρική συμπεριφορά των ελαττωμάτων τους είναι διαφορετικές.

Για την προμήθεια υποστρώματος ραδιοσυχνοτήτων, η πιο χρήσιμη προδιαγραφή δεν είναι επομένως απλώς:

Ημιμονωτικό 4H-SiC, υψηλή ειδική αντίσταση

αλλά ένας πλήρης συνδυασμός:

Πολυτύπος + Μέθοδος αντιστάθμισης + Αντίσταση + Πυκνότητα ελαττώματος + TTV + Τόξο/Στερέωμα + Τραχύτητα επιφάνειας + Ποιότητα CMP + Κριτήρια επιθεώρησης.

Αυτό παρέχει τόσο στον προμηθευτή όσο και στον κατασκευαστή της συσκευής RF μια σαφή τεχνική βάση για την πιστοποίηση γκοφρέτας.

FAQ

Τι σημαίνει HPSI σε γκοφρέτες SiC;

HPSI σημαίνει ημιμονωτικό υψηλής καθαρότητας. Στα σύγχρονα υποστρώματα 4H-SiC, μπορεί να επιτευχθεί υψηλή ειδική αντίσταση μέσω ελεγχόμενης καθαρότητας υλικού και εγγενούς αντιστάθμισης σε βαθύ επίπεδο χωρίς σκόπιμα ντόπινγκ του κρυστάλλου με βανάδιο.

Είναι το HPSI το ίδιο με το SiC με πρόσμειξη βαναδίου;

Όχι. Και τα δύο υλικά μπορεί να είναι ημιμονωτικά, αλλά οι μηχανισμοί αντιστάθμισης είναι διαφορετικοί. Το HPSI βασίζεται γενικά σε εγγενή ελαττώματα σε βάθος και υψηλή καθαρότητα, ενώ το υλικό με πρόσμειξη βαναδίου εισάγει σκόπιμα βαθειά επίπεδα που σχετίζονται με το βανάδιο.

Ποια ειδική αντίσταση απαιτείται για ημιμονωτικό SiC;

Η απαιτούμενη τιμή εξαρτάται από τη συσκευή RF και τις συνθήκες μέτρησης. Τα εμπορικά ημιμονωτικά προϊόντα SiC μπορούν να καθορίσουν ειδική αντίσταση από περίπου 106–108 Ω·cm ή σημαντικά υψηλότερη ανάλογα με τον τύπο του υλικού, την ποιότητα και τον προμηθευτή. Οι αγοραστές πρέπει να προσδιορίζουν τόσο την ελάχιστη ειδική αντίσταση όσο και τις συνθήκες μέτρησης.

Είναι το 4H-SiC πάντα καλύτερο από το 6H-SiC για RF;

Όχι αυτόματα. Η επιλογή πολυτύπου εξαρτάται από την αρχιτεκτονική της συσκευής, την επιταξιακή διαδικασία και την καθιερωμένη πλατφόρμα κατασκευής. Ωστόσο, το 4H-SiC έχει γίνει μια σημαντική εμπορική πλατφόρμα για ημιμονωτικά υποστρώματα RF υψηλής καθαρότητας.