ব্লগের বিস্তারিত

সিলিকন কার্বাইড (সিআইসি) সাবস্ট্র্যাট পরবর্তী প্রজন্মের ইলেকট্রনিক্সের জন্য একটি ভিত্তি উপাদান হয়ে উঠেছে, যা উচ্চতর ভোল্টেজ, উচ্চতর তাপমাত্রা,এবং ঐতিহ্যগত সিলিকন ভিত্তিক প্রযুক্তির তুলনায় উচ্চতর দক্ষতাপাওয়ার ইলেকট্রনিক্স, আরএফ যোগাযোগ, এবং উদীয়মান কোয়ান্টাম এবং সেন্সিং ক্ষেত্রগুলিতে সিআইসি গ্রহণ ত্বরান্বিত হওয়ার সাথে সাথে, সাবস্ট্র্যাট নির্বাচন একটি সমালোচনামূলক প্রাথমিক নকশা সিদ্ধান্তে পরিণত হয়েছে।

সর্বাধিক ব্যবহৃতসিআইসি সাবস্ট্রেটN-type conductive SiC এবং High-Purity Semi-Isolating (HPSI) SiC খুব ভিন্ন উদ্দেশ্যে কাজ করে। যদিও তারা স্ফটিক কাঠামো এবং পৃষ্ঠের সমাপ্তির দিক থেকে অনুরূপ হতে পারে,তাদের বৈদ্যুতিক আচরণ, ত্রুটি সহনশীলতা, এবং লক্ষ্য অ্যাপ্লিকেশন মৌলিকভাবে ভিন্ন।

এই প্রবন্ধে এন-টাইপ এবং এন-টাইপ-এর মধ্যে একটি স্পষ্ট, অ্যাপ্লিকেশন-চালিত তুলনা প্রদান করা হয়েছে।এইচপিএসআই সিআইসি সাবস্ট্রেট, ইঞ্জিনিয়ার, গবেষক এবং ক্রয় দলগুলিকে বিপণনের পরিভাষার পরিবর্তে ডিভাইসের প্রয়োজনীয়তার ভিত্তিতে সুনির্দিষ্ট সিদ্ধান্ত নিতে সহায়তা করে।

1. সিআইসি সাবস্ট্র্যাট বেসিকস বোঝা

এন-টাইপ এবং এইচপিএসআই সিআইসি তুলনা করার আগে, তাদের মধ্যে কী মিল রয়েছে তা স্পষ্ট করা দরকার।

সর্বাধিক বাণিজ্যিক সিআইসি সাবস্ট্রেট হলঃ

• শারীরিক বাষ্প পরিবহন (পিভিটি) দ্বারা উত্পাদিত একক-ক্রিস্টাল উপাদান

• সাধারণত 4H-SiC পলিটাইপ, এর উচ্চতর ইলেকট্রন গতিশীলতা এবং ব্যান্ড কাঠামোর কারণে

• 4 ইঞ্চি থেকে 8 ইঞ্চি পর্যন্ত ব্যাসার্ধে উপলব্ধ, 6 ইঞ্চি বর্তমানে ভর উত্পাদন প্রভাবিত

স্তর প্রকারের মধ্যে মূল পার্থক্যটি স্ফটিক গ্রিড নয়, তবে ইচ্ছাকৃত অমেধ্য নিয়ন্ত্রণ এবং বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের মধ্যে রয়েছে।

2এন-টাইপ সিআইসি কি?

2.১ সংজ্ঞা এবং ডোপিং প্রক্রিয়া

এন-টাইপ সিআইসি সাবস্ট্রেটগুলি ইচ্ছাকৃতভাবে দাতা অমেধ্য, সাধারণত নাইট্রোজেন (এন) দিয়ে ডোপ করা হয়। এই ডোপ্যান্টগুলি মুক্ত ইলেকট্রনগুলিকে স্ফটিক গ্রিডে প্রবেশ করে,স্তরকে বৈদ্যুতিকভাবে পরিবাহী করে.

সাধারণ বৈশিষ্ট্যঃ

• প্রতিরোধ ক্ষমতাঃ ~ 0.01 ≈ 0.1 Ω·cm

• অধিকাংশ বহনকারীঃ ইলেকট্রন

• পরিবাহী আচরণঃ বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসরে স্থিতিশীল

2.২ কেন পরিবাহিতা গুরুত্বপূর্ণ

অনেক পাওয়ার এবং অপটোইলেকট্রনিক ডিভাইসে, সাবস্ট্র্যাটটি কেবল যান্ত্রিক সমর্থন নয়। এটি এছাড়াও হিসাবে কাজ করেঃ

• একটি বর্তমান পরিবাহী পথ

• তাপ অপসারণ চ্যানেল

• একটি রেফারেন্স বৈদ্যুতিক সম্ভাব্য

এন-টাইপ সাবস্ট্রেটগুলি উল্লম্ব ডিভাইস আর্কিটেকচারগুলি সক্ষম করে যেখানে বর্তমানটি সাবস্ট্রেট নিজেই দিয়ে প্রবাহিত হয়, ডিভাইস ডিজাইনকে সহজ করে তোলে এবং নির্ভরযোগ্যতা উন্নত করে।

3এইচপিএসআই সিসি কি?

3.১ সংজ্ঞা এবং ক্ষতিপূরণ কৌশল

এইচপিএসআই সিআইসি (হাই-প্যুরিটি সেমি-ইনসুলেটিং সিআইসি) অত্যন্ত উচ্চ প্রতিরোধের জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, সাধারণত 107 ̊109 Ω · সেমি থেকে বেশি।নির্মাতারা সাবধানে অবশিষ্ট অমেধ্য এবং অভ্যন্তরীণ ত্রুটিগুলিকে মুক্ত বাহককে দমন করার জন্য ভারসাম্য বজায় রাখে.

এটি নিম্নলিখিতগুলির মাধ্যমে অর্জন করা হয়ঃ

• অতি-নিম্ন ব্যাকগ্রাউন্ড ডোপিং

• দাতা এবং গ্রহণকারীদের মধ্যে ক্ষতিপূরণ

• ক্রিস্টাল বৃদ্ধির শর্তগুলির কঠোর নিয়ন্ত্রণ

3.২ বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা একটি বৈশিষ্ট্য হিসাবে

এন-টাইপ স্তরগুলির বিপরীতে, এইচপিএসআই সিআইসি বর্তমান প্রবাহকে ব্লক করার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে। এর মানটি নিম্নলিখিতগুলি সরবরাহ করেঃ

• বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা

• কম পরজীবী পরিবাহিতা

• উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে স্থিতিশীল আরএফ কর্মক্ষমতা

আরএফ এবং মাইক্রোওয়েভ ডিভাইসে, অপ্রয়োজনীয় সাবস্ট্র্যাট পরিবাহিতা সরাসরি ডিভাইসের দক্ষতা এবং সংকেত অখণ্ডতা হ্রাস করে।

4. পাশ-পাশের তুলনা

5. অ্যাপ্লিকেশন-চালিত নির্বাচন গাইড

5.১ পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সঃ এন-টাইপের জন্য স্পষ্ট সুবিধা

সাধারণ ডিভাইসঃ

• সিআইসি মসফেটস

• শটকি বাধা ডায়োড (এসবিডি)

• পিন ডায়োড

• বৈদ্যুতিক যানবাহনের পাওয়ার মডিউল এবং চার্জিং অবকাঠামো

কেন এন-টাইপ সবচেয়ে ভালো কাজ করে:

• উল্লম্ব বর্তমান প্রবাহ সমর্থন করে

• কম প্রতিরোধের সক্ষম করে

• তাপ অপসারণের জন্য চমৎকার তাপ পরিবাহিতা প্রদান করে

পাওয়ার ডিভাইসে এইচপিএসআই সিআইসি ব্যবহার করলে অপ্রয়োজনীয় বৈদ্যুতিক প্রতিরোধের সৃষ্টি হবে এবং ডিভাইসের নকশা জটিল হবে।

রায়:
এন-টাইপ সিআইসি পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের জন্য শিল্পের মান

5.২ আরএফ এবং মাইক্রোওয়েভ ডিভাইসঃ এইচপিএসআই অপরিহার্য

সাধারণ ডিভাইসঃ

• GaN-on-SiC আরএফ HEMT

• মাইক্রোওয়েভ পাওয়ার এম্প্লিফায়ার

• রাডার এবং উপগ্রহ যোগাযোগের উপাদান

কেন এইচপিএসআই অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণঃ

• Substrate মধ্যে আরএফ সংকেত ক্ষতি কমাতে

• পরজীবী ক্যাপাসিট্যান্স হ্রাস করে

• লাভ, রৈখিকতা এবং শক্তি দক্ষতা উন্নত করে

আরএফ অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে, এমনকি সামান্য সাবস্ট্র্যাট পরিবাহিতা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সিতে পারফরম্যান্সের অবনতি হতে পারে।

রায়:

এইচপিএসআই সিআইসি আরএফ এবং মাইক্রোওয়েভ সিস্টেমের জন্য পছন্দসই পছন্দ

5.৩ অপ্টোইলেকট্রনিক্স এবং সেন্সিং: কেস-ডিপেন্ডেন্ট

অ্যাপ্লিকেশন যেমনঃ

• ইউভি ফটোডেটেক্টর

• উচ্চ তাপমাত্রা সেন্সর

• বিশেষায়িত অপটোইলেকট্রনিক কাঠামো

নিম্নলিখিতগুলির উপর নির্ভর করে এন-টাইপ বা সেমি-ইনসুলেটিং সাবস্ট্র্যাট ব্যবহার করতে পারেঃ

• ডিভাইস আর্কিটেকচার

• সিগন্যাল-রবিন্যাস প্রয়োজনীয়তা

• অন্যান্য উপকরণগুলির সাথে সংহতকরণ

এই ক্ষেত্রে, সাবস্ট্র্যাট পছন্দটি প্রায়শই কেবলমাত্র সাবস্ট্র্যাট দ্বারা নয়, এপিট্যাক্সি এবং সার্কিট ডিজাইনের পর্যায়ে নির্ধারিত হয়।

6নির্ভরযোগ্যতা, ত্রুটি এবং ফলন বিবেচনা

উত্পাদন দৃষ্টিকোণ থেকে, উভয় স্তর ধরণের কঠোর মানের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে হবেঃ

• মাইক্রোপাইপ ঘনত্ব কম

• নিয়ন্ত্রিত বেজাল প্লেন লসেশন (বিপিডি)

• অভিন্ন প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং বেধ

যাইহোক, এইচপিএসআই সাবস্ট্র্যাটগুলি বৃদ্ধির ত্রুটির জন্য আরও সংবেদনশীল, কারণ অনিচ্ছাকৃত বাহকগুলি প্রতিরোধের পরিমাণকে উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস করতে পারে। এর ফলেঃ

• কম সামগ্রিক ফলন

• উচ্চতর পরিদর্শন এবং যোগ্যতা ব্যয়

• উচ্চতর চূড়ান্ত মূল্য

এন-টাইপ সাবস্ট্রেটগুলি উচ্চ-ভলিউম উত্পাদন পরিবেশে নির্দিষ্ট ত্রুটি স্তরগুলি আরও সহজে সহ্য করে।

7খরচ ও সরবরাহ শৃঙ্খলের বাস্তবতা

যদিও দামগুলি ওয়েফারের আকার এবং গ্রেড অনুযায়ী পরিবর্তিত হয়, তবে সাধারণ প্রবণতা রয়েছেঃ

• এন-টাইপ সিআইসিঃ

  • আরও পরিপক্ক সরবরাহ চেইন

  • উত্পাদনের পরিমাণ বেড়েছে

  • প্রতি ওয়েফারের জন্য কম খরচ

• HPSI SiC:

  • সীমিত যোগ্য সরবরাহকারী

  • ক্রমবর্ধমান নিয়ন্ত্রণের কঠোরতা

  • উচ্চতর খরচ এবং দীর্ঘতর নেতৃত্বের সময়

বাণিজ্যিক প্রকল্পগুলির জন্য, এই কারণগুলি প্রায়শই প্রযুক্তিগত পারফরম্যান্সের মতোই স্তর নির্বাচনকে প্রভাবিত করে।

8কিভাবে সঠিক সাবস্ট্র্যাট নির্বাচন করবেন

একটি বাস্তব সিদ্ধান্তের কাঠামোঃ

1. স্রোতের মধ্য দিয়ে কি বিদ্যুৎ প্রবাহিত হবে?
   → হ্যাঁ → এন-টাইপ সিআইসি

2. ডিভাইসের পারফরম্যান্সের জন্য বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা কি গুরুত্বপূর্ণ?
   → হ্যাঁ → HPSI SiC

3. অ্যাপ্লিকেশনটি কি আরএফ, মাইক্রোওয়েভ, বা উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি?
   → প্রায় সবসময় → HPSI SiC

4. বড় আকারের উৎপাদনের ক্ষেত্রে কি খরচ সংবেদনশীলতা বেশি?
   → সম্ভবত → এন-টাইপ সিআইসি

সিদ্ধান্ত

এন-টাইপ এবং এইচপিএসআই সিআইসি সাবস্ট্রেটগুলি প্রতিযোগিতামূলক বিকল্প নয়, তবে মূলত ভিন্ন ডিভাইসের প্রয়োজনীয়তার জন্য অনুকূলিত উদ্দেশ্যে নির্মিত উপকরণ।এন-টাইপ সিআইসি কার্যকর শক্তি পরিবাহিতা এবং তাপ ব্যবস্থাপনা সক্ষম করেবিপরীতে, এইচপিএসআই সিআইসি উচ্চ ফ্রিকোয়েন্সি এবং আরএফ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য প্রয়োজনীয় বৈদ্যুতিক বিচ্ছিন্নতা সরবরাহ করে যেখানে সংকেত অখণ্ডতা সর্বাধিক গুরুত্বপূর্ণ।

সাবস্ট্র্যাট স্তরে এই পার্থক্যগুলি বোঝা বিকাশের চক্রের পরে ব্যয়বহুল পুনরায় নকশা রোধ করতে সহায়তা করে এবং নিশ্চিত করে যে উপাদান পছন্দগুলি দীর্ঘমেয়াদী কর্মক্ষমতা, নির্ভরযোগ্যতা,এবং স্কেলাবিলিটি লক্ষ্য.

সিআইসি প্রযুক্তিতে, সঠিক স্তরটি সেরা নয়, এটি আপনার অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সবচেয়ে উপযুক্ত।