Yüksək Rezistiv Silikon Vaflilərə Qısa Giriş

Yüksək müqavimətli silikon vaflilər (HR-Si), adından da göründüyü kimi, son dərəcə yüksək müqavimətə malik monokristal silikon materialdır. Qabaqcıl yarımkeçiricilər istehsalı sahəsində yüksək tezlikli itki yüksək səviyyəli çip dizaynında əsas problemə çevrildi. Ultra yüksək müqaviməti sayəsində yüksək müqavimətli silikon vafli substrat itkisini yatırmaq və parazitar çarpışmanı aradan qaldırmaq üçün ideal həllər kimi xidmət edir.

Adi məntiq çipləri (məsələn, CPU və GPU kimi) tərəfindən qəbul edilən standart silikon vaflilər elektrik keçiriciliyini və tranzistorun formalaşmasını asanlaşdırmaq üçün 1–50 Ω·sm və ya daha aşağı səciyyəvi müqavimətlə müəyyən konsentrasiyalı çirklərlə qarışdırılır. Fərqli olaraq, yüksək müqavimətli silikon vafli 1000 Ω·sm-dən çox müqavimətə malikdir və həddindən artıq aşağı dopinq konsentrasiyası ilə demək olar ki, daxili vəziyyət nümayiş etdirir.

Niyə yüksək müqavimətli silikon vafli tələb olunur?

Rabitə tezliklərinin davamlı artması ilə standart silikon substratlar ciddi fiziki məhdudiyyətlərə malikdir. Yüksək müqavimətsilikon vaflilərsilikon substratlarda yüksək tezlikli siqnal ötürülməsinin əsas məsələlərini həll etmək üçün ideal həllərdir.

1.Azaldılmış substrat itkisi

Yüksək tezlikli iş şəraitində elektromaqnit dalğaları izolyasiya təbəqəsinə nüfuz edəcək və sonra silikon substratlara daxil olacaq. Aşağı müqavimətli standart silikon substratlar yüksək tezlikli RF siqnal enerjisini istilik enerjisinə çevirən burulğan cərəyanları yarada bilər və beləliklə, ciddi enerji itkisinə səbəb olur. Əksinə, yüksək müqavimətli silisium demək olar ki, keçirici deyil, burulğan cərəyanlarını effektiv şəkildə yatıra və siqnal enerjisini qoruya bilər.

2. Minimallaşdırılmış Parazit Kapasitans və Qarşılıqlı Qarşılıq

İnduktorlar və açarlar kimi çiplərdəki çoxsaylı RF komponentləri keçirici substrat vasitəsilə parazitar tutumlu birləşmə meydana gətirir və bu da qarşılıqlı siqnal müdaxiləsinə səbəb ola bilər. Bununla belə, yüksək müqavimətli silikon substrat bu "keçirici yolu" bağlaya və komponentlər arasında izolyasiya səviyyəsini əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər.

3. Passiv Qurğuların Təkmilləşdirilmiş Keyfiyyət Faktoru (Q Faktoru).

Yüksək müqavimətli silikon vafli, çipdəki induktorların Q faktorunu əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra və radio tezliyi dövrə tətbiqlərində siqnal səs-küyünü və enerji istehlakını effektiv şəkildə azalda bilər.

Yüksək Müqavimətli Silikon Vaflilərin Əsas Tətbiq Ssenariləri

1. Radiotezlik və mikrodalğalı sahələr

2. RF MEMS açarları, filtrləri və faza dəyişdiriciləri üçün substrat tətbiqləri

3. Silikon əsaslı antena inteqrasiyası və millimetr dalğa cihazlarının tətbiqləri (5G ön modulları)

4. Silikon fotonik dalğa qurğusunun tətbiqləri

5. TSV interposerlərinin istehsalı