ব্লগের বিস্তারিত

সিলিকন কার্বাইড (SiC) পরবর্তী প্রজন্মের পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স এবং উন্নত সেমিকন্ডাক্টর প্যাকেজিংয়ের জন্য একটি কৌশলগত উপাদান হিসেবে আবির্ভূত হয়েছে। যদিও শর্তাবলীSiC ওয়েফার এবংSiC ইন্টারপোজারপ্রায়ই অ-বিশেষজ্ঞ আলোচনায় বিনিময়যোগ্যভাবে ব্যবহার করা হয়, তারা সেমিকন্ডাক্টর উত্পাদন শৃঙ্খলে মৌলিকভাবে ভিন্ন ধারণার প্রতিনিধিত্ব করে। এই নিবন্ধটি একটি উপকরণ বিজ্ঞান, উত্পাদন, এবং সিস্টেম-একীকরণ দৃষ্টিকোণ থেকে তাদের সম্পর্ককে স্পষ্ট করে এবং ব্যাখ্যা করে যে কেন শুধুমাত্র এসআইসি ওয়েফারগুলির একটি ছোট উপসেট ইন্টারপোজার-স্তরের প্রয়োজনীয়তা পূরণ করতে পারে।

1. SiC Wafer: The Material Foundation

একটি SiC ওয়েফার হল সিলিকন কার্বাইড দিয়ে তৈরি একটি স্ফটিক স্তর, যা সাধারণত শারীরিক বাষ্প পরিবহন (PVT) স্ফটিক বৃদ্ধি এবং পরবর্তী স্লাইসিং, গ্রাইন্ডিং এবং পলিশিংয়ের মাধ্যমে উত্পাদিত হয়।

SiC ওয়েফারের মূল বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে রয়েছে:

• ক্রিস্টাল পলিটাইপ: 4H-SiC, 6H-SiC, বা আধা-অন্তরক SiC

• সাধারণ ব্যাস: 4-ইঞ্চি, 6-ইঞ্চি এবং উদীয়মান 8-ইঞ্চি ফর্ম্যাট

• প্রাথমিক কর্মক্ষমতা ফোকাস:

  • বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্য (ক্যারিয়ারের ঘনত্ব, প্রতিরোধ ক্ষমতা)

  • ত্রুটির ঘনত্ব (মাইক্রোপাইপস, বেসাল সমতল স্থানচ্যুতি)

  • এপিটাক্সিয়াল বৃদ্ধির জন্য উপযুক্ততা

SiC ওয়েফারগুলি ঐতিহ্যগতভাবে সক্রিয় ডিভাইস তৈরির জন্য অপ্টিমাইজ করা হয়, বিশেষত পাওয়ার MOSFET, Schottky ডায়োড এবং RF ডিভাইসগুলিতে।

এই প্রসঙ্গে, ওয়েফার একটি ইলেকট্রনিক উপাদান হিসাবে কাজ করে, যেখানে বৈদ্যুতিক অভিন্নতা এবং ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ নকশা অগ্রাধিকারের উপর প্রাধান্য দেয়।

2. SiC ইন্টারপোজার: একটি প্যাকেজিং-স্তরের কার্যকরী কাঠামো

একটি SiC ইন্টারপোজার একটি কাঁচামাল নয় বরং একটি উচ্চ প্রকৌশলী কাঠামোগত উপাদান তৈরি করা হয়থেকেএকটি SiC ওয়েফার।

এর ভূমিকা মৌলিকভাবে ভিন্ন:

• এটি একটি যান্ত্রিক সমর্থন, বৈদ্যুতিক পুনর্বন্টন স্তর এবং তাপ পরিবাহী পথ হিসাবে কাজ করে

• এটি উন্নত প্যাকেজিং আর্কিটেকচার যেমন 2.5D এবং ভিন্নধর্মী ইন্টিগ্রেশন সক্ষম করে

• এটা মিটমাট করা আবশ্যক:

  • থ্রু-সাবস্ট্রেট ভিয়াস (টিএসভি)

  • ফাইন-পিচ রিডিস্ট্রিবিউশন লেয়ার (RDLs)

  • মাল্টি-চিপ এবং HBM ইন্টিগ্রেশন

একটি সিস্টেমের দৃষ্টিকোণ থেকে, ইন্টারপোজার একটি তাপ-যান্ত্রিক ব্যাকবোন, একটি সক্রিয় সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস নয়।

3. কেন "SiC Wafer" স্বয়ংক্রিয়ভাবে "SiC ইন্টারপোজার" বোঝায় না

যদিও SiC ইন্টারপোজারগুলি SiC ওয়েফার থেকে তৈরি করা হয়েছে,কর্মক্ষমতা মানদণ্ড আমূল ভিন্ন.

অনেক SiC ওয়েফার যেগুলি বৈদ্যুতিকভাবে ভাল পারফর্ম করে সেগুলি ইন্টারপোজার তৈরির জন্য প্রয়োজনীয় যান্ত্রিক সমতলতা, স্ট্রেস সহনশীলতা এবং মাধ্যমে-প্রক্রিয়ার সামঞ্জস্য পূরণ করতে ব্যর্থ হয়।

4. ম্যানুফ্যাকচারিং ট্রান্সফরমেশন: ওয়েফার থেকে ইন্টারপোজার পর্যন্ত

একটি SiC ওয়েফারকে একটি SiC ইন্টারপোজারে রূপান্তর করার জন্য একাধিক উন্নত প্রক্রিয়া জড়িত:

• ওয়েফার 100-300 µm বা তার কম পাতলা

• গঠনের মাধ্যমে উচ্চ-দৃষ্টি-অনুপাত (লেজার ড্রিলিং বা প্লাজমা এচিং)

• অতি-নিম্ন পৃষ্ঠের রুক্ষতার জন্য ডাবল-সাইড পলিশিং (DSP)

• ধাতবকরণ এবং ভরাটের মাধ্যমে

• রিডিস্ট্রিবিউশন লেয়ার (RDL) ফ্যাব্রিকেশন

প্রতিটি পদক্ষেপ পূর্ব-বিদ্যমান ওয়েফার অসম্পূর্ণতাকে বাড়িয়ে তোলে। ডিভাইস ওয়েফারে গ্রহণযোগ্য ত্রুটিগুলি ইন্টারপোজার স্ট্রাকচারে ব্যর্থতার সূচনা পয়েন্ট হতে পারে।

এটি ব্যাখ্যা করে যে কেন বেশিরভাগ বাণিজ্যিকভাবে উপলব্ধ SiC ওয়েফারগুলি সরাসরি ইন্টারপোজার হিসাবে পুনরায় ব্যবহার করা যায় না।

5. চ্যালেঞ্জ সত্ত্বেও কেন SiC ইন্টারপোজারদের জন্য আকর্ষণীয়

উচ্চতর খরচ এবং প্রক্রিয়াকরণের অসুবিধা সত্ত্বেও, SiC সিলিকন ইন্টারপোজারের উপর বাধ্যতামূলক সুবিধা প্রদান করে:

• তাপ পরিবাহিতা: ~370–490 W/m·K (বনাম ~150 W/m·K সিলিকনের জন্য)

• উচ্চ ইলাস্টিক মডুলাস, তাপ সাইক্লিংয়ের অধীনে যান্ত্রিক স্থিতিশীলতা সক্ষম করে

• চমৎকার উচ্চ-তাপমাত্রার নির্ভরযোগ্যতা, শক্তি-ঘন প্যাকেজগুলির জন্য গুরুত্বপূর্ণ

জিপিইউ সিস্টেম, এআই অ্যাক্সিলারেটর এবং পাওয়ার মডিউলগুলির জন্য, এই বৈশিষ্ট্যগুলি ইন্টারপোজারকে শুধুমাত্র একটি বৈদ্যুতিক সেতু নয়, একটি সক্রিয় তাপ ব্যবস্থাপনা স্তর হিসাবে কাজ করার অনুমতি দেয়।

6. একটি ধারণাগত পার্থক্য ইঞ্জিনিয়ারদের মনে রাখা উচিত

একটি দরকারী মানসিক মডেল হল:

SiC ওয়েফার = ইলেকট্রনিক উপাদান
SiC ইন্টারপোজার = সিস্টেম-স্তরের কাঠামোগত উপাদান

তারা উত্পাদন দ্বারা সংযুক্ত, কিন্তু ফাংশন, স্পেসিফিকেশন, এবং নকশা দর্শন দ্বারা পৃথক করা হয়.

7. উপসংহার

SiC ওয়েফার এবং SiC ইন্টারপোজারের মধ্যে সম্পর্কটি সমতুল্য না হয়ে শ্রেণীবদ্ধ।
যদিও প্রতিটি SiC ইন্টারপোজার একটি SiC ওয়েফার থেকে উদ্ভূত হয়, শুধুমাত্র শক্তভাবে নিয়ন্ত্রিত যান্ত্রিক, তাপীয় এবং পৃষ্ঠ বৈশিষ্ট্যযুক্ত ওয়েফারগুলি ইন্টারপোজার-স্তরের বানোয়াটকে সমর্থন করতে পারে।

যেহেতু উন্নত প্যাকেজিং বৈদ্যুতিক একীকরণের পাশাপাশি তাপীয় কার্যকারিতাকে ক্রমবর্ধমানভাবে অগ্রাধিকার দেয়, তাই SiC ইন্টারপোজারগুলি একটি প্রাকৃতিক বিবর্তনের প্রতিনিধিত্ব করে-কিন্তু যেটি ঐতিহ্যগত পাওয়ার ডিভাইস সাবস্ট্রেট থেকে আলাদা ওয়েফার ইঞ্জিনিয়ারিংয়ের একটি নতুন শ্রেণীর দাবি করে।