SiCOIウェハ 4インチ 6インチ HPSI SiC SiO2 Si基板構造
SiCOIウェハの構造
HPB（高性能ボンディング）、BIC（接合集積回路）、SOD（シリコン・オン・ダイヤモンドまたはシリコン・オン・インシュレーター類似技術）。これには以下が含まれます。
パフォーマンスメトリック:
精度、エラーの種類 (例: 「エラーなし」、「値の距離」)、厚さの測定値 (例: 「直接層の厚さ/kg」) などのパラメータを一覧表示します。
「ADDR/SYGBDT」、「10/0」などの見出しの下に数値（実験パラメータまたはプロセスパラメータ）が記載された表。
層厚データ:
「L1 厚さ (A)」から「L270 厚さ (A)」までのラベルが付いた広範な繰り返しエントリ (おそらくオングストローム単位、1 Å = 0.1 nm)。
高度な半導体ウェーハに典型的な、各層の厚さを正確に制御した多層構造を提案します。
SiCOIウェーハ構造
SiCOI（シリコン・オン・インシュレーター）は、シリコンカーバイド（SiC）と絶縁層を組み合わせた特殊なウェハ構造で、SOI（シリコン・オン・インシュレーター）に似ていますが、高出力／高温用途向けに最適化されています。主な特長：
レイヤー構成:
最上層: 高い電子移動度と熱安定性を実現する単結晶シリコンカーバイド (SiC)。
埋め込み絶縁体: 通常は SiO₂ (酸化物) またはダイヤモンド (SOD の場合) で、寄生容量を減らして絶縁性を向上させます。
ベース基板：機械的支持のためのシリコンまたは多結晶SiC
SiCOIウェハの特性
電気的特性 広いバンドギャップ（4H-SiC の場合 3.2 eV）：高い破壊電圧（シリコンの 10 倍以上）を実現します。リーク電流が低減し、パワーデバイスの効率が向上します。
高電子移動度：~900 cm²/V·s (4H-SiC) と ~1,400 cm²/V·s (Si) ですが、高電界性能は優れています。
低オン抵抗：SiCOI ベースのトランジスタ (MOSFET など) は伝導損失が低くなります。
優れた断熱性：埋め込み酸化物 (SiO₂) またはダイヤモンド層により、寄生容量とクロストークが最小限に抑えられます。
- 熱特性高い熱伝導率:SiC (4H-SiC の場合、約 490 W/m·K) vs. Si (約 150 W/m·K)。ダイヤモンド (絶縁体として使用した場合) は 2,000 W/m·K を超え、放熱性が向上します。
熱安定性:300°C 以上（シリコンの場合は約 150°C）で確実に動作します。パワー エレクトロニクスの冷却要件が軽減されます。
3. 機械的および化学的性質極めて高い硬度 (モース硬度約 9.5): 摩耗に強く、過酷な環境でも耐久性に優れた SiCOI を実現します。
化学的不活性:酸性/アルカリ性条件下でも酸化や腐食に耐えます。
低熱膨張：他の高温材料（GaN など）とよく適合します。
4. 構造上の利点（バルクSiCまたはSOIと比較）
基質損失の削減:絶縁層は基板への電流の漏れを防ぎます。
改善されたRFパフォーマンス：寄生容量が低いため、スイッチングが高速化されます (5G/mmWave デバイスに役立ちます)。
柔軟な設計:薄い SiC トップ層により、デバイスのスケーリングを最適化できます (例: トランジスタの超薄型チャネル)。
SOIとバルクSiCとの比較
| 財産 | シコイ | SOI（Si/SiO₂/Si） | バルクSiC |
| バンドギャップ | 3.2 eV（SiC） | 1.1 eV (Si) | 3.2 eV（SiC） |
| 熱伝導率 | 高（SiC + ダイヤモンド） | 低い（SiO₂が熱の流れを制限する） | 高（SiCのみ） |
| 破壊電圧 | 非常に高い | 適度 | 非常に高い |
| 料金 | より高い | より低い | 最高（純粋SiC） |
SiCOIウェハの用途
パワーエレクトロニクス
SiCOIウェハは、MOSFET、ショットキーダイオード、パワースイッチなどの高電圧・高出力半導体デバイスに広く使用されています。SiCの広いバンドギャップと高いブレークダウン電圧は、損失を低減し、熱性能を向上させた効率的な電力変換を可能にします。
無線周波数（RF）デバイス
SiCOI ウェーハの絶縁層は寄生容量を低減するため、通信、レーダー、5G テクノロジーで使用される高周波トランジスタやアンプに適しています。
微小電気機械システム（MEMS）
SiCOI ウェハは、SiC の化学的不活性と機械的強度により、過酷な環境でも確実に動作する MEMS センサーおよびアクチュエータを製造するための堅牢なプラットフォームを提供します。
高温エレクトロニクス
SiCOI は、高温でも性能と信頼性を維持する電子機器を実現し、従来のシリコンデバイスが故障する自動車、航空宇宙、産業用アプリケーションにメリットをもたらします。
光子および光電子デバイス
SiC の光学特性と絶縁層の組み合わせにより、熱管理を強化した光子回路の統合が容易になります。
耐放射線電子機器
SiC は本質的に放射線耐性があるため、SiCOI ウェハーは高放射線環境に耐えるデバイスを必要とする宇宙および原子力用途に最適です。
SiCOIウェハのQ&A
Q1: SiCOI ウェハとは何ですか?
A: SiCOIはSilicon Carbide-on-Insulatorの略です。シリコン基板上に絶縁層（通常は二酸化ケイ素、SiO₂）を積層し、その上に炭化ケイ素（SiC）の薄層を接合した半導体ウェハ構造です。この構造は、SiCの優れた特性と絶縁体からの電気的絶縁性を兼ね備えています。
Q2: SiCOI ウェーハの主な利点は何ですか?
A: 主な利点としては、高いブレークダウン電圧、広いバンドギャップ、優れた熱伝導性、優れた機械的硬度、そして絶縁層による寄生容量の低減などが挙げられます。これにより、デバイスの性能、効率、信頼性が向上します。
Q3: SiCOI ウェーハの一般的な用途は何ですか?
A: パワーエレクトロニクス、高周波 RF デバイス、MEMS センサー、高温エレクトロニクス、フォトニックデバイス、放射線耐性エレクトロニクスに使用されます。
詳細図
