Pengenalan Ringkas kepada Wafer Silikon Kerintangan Tinggi

Wafer silikon dengan rintangan tinggi (HR-Si), seperti namanya, adalah bahan silikon monohabluran dengan rintangan yang sangat tinggi. Dalam bidang pembuatan semikonduktor termaju, kehilangan frekuensi tinggi telah menjadi cabaran utama dalam reka bentuk cip mewah. Terima kasih kepada kerintangan ultra-tingginya, wafer silikon kerintangan tinggi berfungsi sebagai penyelesaian ideal untuk menyekat kehilangan substrat dan menghapuskan crosstalk parasit.

Wafer silikon standard yang diterima pakai oleh cip logik konvensional (seperti CPU dan GPU) didopkan dengan kepekatan kekotoran tertentu untuk memudahkan pengaliran elektrik dan pembentukan transistor, dengan kerintangan tipikal 1–50 Ω·cm atau lebih rendah. Secara berbeza, wafer silikon kerintangan tinggi mempunyai kerintangan melebihi 1000 Ω·cm dan mempamerkan keadaan hampir intrinsik dengan kepekatan doping yang sangat rendah.

Mengapa Wafer Silikon Kerintangan Tinggi Diperlukan?

Dengan peningkatan berterusan dalam frekuensi komunikasi, substrat silikon standard mempunyai had fizikal yang teruk. Kerintangan tinggiwafer silikonadalah penyelesaian yang ideal untuk menangani isu utama penghantaran isyarat frekuensi tinggi pada substrat silikon.

1. Mengurangkan Kehilangan Substrat

Dalam keadaan operasi frekuensi tinggi, gelombang elektromagnet akan menembusi lapisan penebat dan kemudian memasuki substrat silikon. Substrat silikon standard dengan kerintangan rendah boleh menjana arus pusar yang menukar tenaga isyarat RF frekuensi tinggi kepada tenaga haba, sekali gus menyebabkan kehilangan tenaga yang teruk. Sebaliknya, silikon dengan rintangan tinggi hampir tidak konduktif, yang boleh menekan arus pusar dengan berkesan dan mengekalkan tenaga isyarat.

2. Kapasitan Parasit dan Crosstalk yang Diminimumkan

Berbilang komponen RF pada cip seperti induktor dan suis cenderung membentuk gandingan kapasitif parasit melalui substrat konduktif, yang boleh menyebabkan gangguan isyarat bersama. Walau bagaimanapun, substrat silikon dengan rintangan tinggi boleh menyekat "laluan konduktif" ini dan meningkatkan tahap pengasingan di antara komponen.

3. Peningkatan Faktor Kualiti (Faktor Q) Peranti Pasif

Wafer silikon dengan rintangan tinggi boleh meningkatkan faktor Q pada induktor pada cip dengan ketara dan mengurangkan bunyi isyarat dan penggunaan kuasa dengan berkesan dalam aplikasi litar frekuensi radio.

Senario Aplikasi Utama Wafer Silikon Kerintangan Tinggi

1. Frekuensi radio dan medan gelombang mikro

2. Aplikasi substrat untuk suis RF MEMS, penapis dan pengalih fasa

3. Aplikasi penyepaduan antena berasaskan silikon dan peranti gelombang milimeter (modul bahagian hadapan 5G)

4. Aplikasi pandu gelombang fotonik silikon

5. Pengilangan interposers TSV