Trumpas didelės varžos silicio plokštelių įvadas

Didelės varžos silicio plokštelės (HR-Si), kaip rodo jos pavadinimas, yra monokristalinė silicio medžiaga, turinti itin didelę varžą. Pažangioje puslaidininkių gamybos srityje aukšto dažnio praradimas tapo pagrindiniu iššūkiu kuriant aukščiausios klasės lustą. Dėl itin didelės varžos didelės varžos silicio plokštelė yra idealus sprendimas substrato praradimui slopinti ir parazitiniam skerspjūviui pašalinti.

Standartinės silicio plokštelės, pritaikytos įprastiniams loginiams lustams (pvz., CPU ir GPU), yra legiruotos tam tikra priemaišų koncentracija, siekiant palengvinti elektros laidumą ir tranzistorių susidarymą, kurių tipinė varža yra 1–50 Ω·cm arba net mažesnė. Kitaip tariant, didelės varžos silicio plokštelės savitoji varža yra didesnė nei 1000 Ω · cm, o jo būsena yra beveik būdinga, kai dopingo koncentracija yra labai maža.

Kodėl reikalinga didelės varžos silicio plokštelė?

Nuolat didėjant ryšio dažniams, standartiniai silicio substratai turi rimtų fizinių apribojimų. Didelė varžasilicio plokštelėsyra idealūs sprendimai sprendžiant pagrindines aukšto dažnio signalo perdavimo ant silicio pagrindo problemas.

1. Sumažintas substrato nuostolis

Aukšto dažnio veikimo sąlygomis elektromagnetinės bangos prasiskverbs į izoliacinį sluoksnį ir tada pateks į silicio pagrindą. Standartiniai mažos varžos silicio substratai gali generuoti sūkurines sroves, kurios paverčia aukšto dažnio RD signalo energiją į šiluminę energiją, taip sukeldamos didelius energijos nuostolius. Priešingai, didelės varžos silicis yra beveik nelaidus, o tai gali veiksmingai slopinti sūkurines sroves ir išsaugoti signalo energiją.

2. Sumažinta parazitinė talpa ir skerspjūvis

Daugybė lustų RF komponentų, tokių kaip induktoriai ir jungikliai, linkę suformuoti parazitinę talpinę jungtį per laidų substratą, o tai gali sukelti abipusius signalo trikdžius. Tačiau didelės varžos silicio substratas gali blokuoti šį „laidųjį kelią“ ir žymiai padidinti komponentų izoliacijos lygį.

3. Patobulintas pasyviųjų įrenginių kokybės koeficientas (Q faktorius).

Didelės varžos silicio plokštelė gali žymiai pagerinti mikroschemų induktorių Q koeficientą ir efektyviai sumažinti signalo triukšmą bei energijos suvartojimą radijo dažnių grandinėse.

Pagrindiniai didelės varžos silicio plokštelių taikymo scenarijai

1. Radijo dažnio ir mikrobangų laukai

2. RF MEMS jungiklių, filtrų ir fazių keitiklių substrato taikymas

3. Silicio antenos integravimo ir milimetrinių bangų įrenginių (5G priekinių modulių) taikymas

4. Silicio fotoninių bangolaidžių taikymas

5. TSV interposers gamyba