Power Management SOI -kiekot

Okmetic on toimittanut SOI-kiekkoja tehonhallintakomponentteihin jo vuodesta 2015 lähtien. Power Management SOI -kiekot edustavat kiekkovalmistuksen huipputeknologiaa, sillä ne mahdollistavat korkean integrointitason, alhaiset tehohäviöt ja paremman saannon. SOI-kiekot valmistetaan liittämällä kaksi piikiekkoa yhteen ja jättämällä niiden väliin eristävä oksidikerros. Okmeticin oma bondaustekniikka mahdollistaa erityisen paksun aktiivikerroksen, joka soveltuu hyvin pienikokoisten sirujen kasvaneeseen tarpeeseen suurille tehotiheyksille. Power Management SOI –kiekkojemme oksidikerroksen paksuus on täysin muokattavissa, mikä parantaa eristävyysominaisuuksia uniikeissa designeissa. Nämä ominaisuudet yhdessä takaavat erinomaisen suorituskyvyn korkeamman jännitteen tehonhallintakomponenteissa.

Okmeticin kehittämä Advanced Magnetic Czochralski, A-MCz®, kiteenkasvatusmenetelmä on yksi Power Management SOI -kiekoille lisäarvoa luovista tekijöistä. A-MCz®-menetelmä mahdollistaa alle <0.001 Ohm-cm:n resistiivisyyden, tarkan resistiivisyyden hallinnan, matalat ja hallitut happitasot sekä pienet defektimäärät. Nämä kaikki piirteet ovat toivottuja kiekkojen ominaisuuksia tehonhallintasovelluksissa. Lue lisää Low COP SOI -kiekoistamme.

Power Management SOI -kiekkojen lisäksi Okmetic toimittaa SOI-kiekkoja myös GaN-on-Si -sovelluksiin. Lue lisää SOI-kiekkojen käytöstä Power GaN alustakiekkoina.

Räätälöidyt SOI-kiekkoratkaisut tehonhallintakomponentteihin

Power Management SOI -kiekot soveltuvat hyvin muun muassa tehopuolijohteiden hilaohjaimiin (IGBT, Power MOSFET, SiC MOSFET, GaN HEMT), akku- ja tehonhallintapiireihin, älykkäisiin tehomoduuleihin (IPM) ja muihin Smart Power -sovelluksiin, joissa käytetään kehittyneitä BCD- tai BiCMOS- valmistusprosesseja kuten Power ASICeihin.

Okmetic Power Management SOI -kiekkojen ominaisuudet ovat täysin kustomoitavissa. Power Management SOI:n aktiivikerroksen paksuus on vapaasti valittavissa välillä 1,0 μm – 200 μm ja paksuustoleranssi on jopa ±0,1 μm (200 mm kiekot) tai ±0,2 μm (150 mm kiekot). Paksumman aktiivikerroksen merkittävä etu on, että korkeat tehotiheydet ovat mahdollisia. Haudatun oksidikerroksen paksuus on myös vapaasti säädettävissä 0,5 μm ja 4 μm välillä. Power Management SOI-kiekkoja on saatavana Terrace Free SOI -lisäominaisuudella, mikä tarjoaa laajimman käytettävissä olevan pinta-alan.

Muiden Okmeticin SOI-kiekkojen tapaan Power Management SOI -kiekot voidaan räätälöidä vastaamaan juuri sinun sovellus- ja prosessitarpeitasi. Myyntimme ja tekninen tukemme auttavat mielellään kiekkoparametrien räätälöinnissä ja valinnassa löytääkseen optimaalisen ratkaisun tarpeisiinne.

Power Management SOI- ja standardipiikiekkojen erot

SOI-kiekot tarjoavat erittäin kustannustehokkaan ratkaisun standardipiikiekkoihin verrattuna. Tämä johtuu siitä, että SOI-kiekkojen kerrosrakenne mahdollistaa pienemmät sirut ja täten enemmän siruja kiekkoa kohden. SOI-kiekot myös lisäävät suunnitteluvapautta. Tämän lisäksi tehonhallintalaitteille optimoidut SOI-kiekot mahdollistavat korkeammat jännitteet, luotettavan sähköisen eristyksen sekä korkean yleismuotoisen transienttihäiriönsietokyvyn (CMTI), jota vaaditaan erityisesti SiC- ja GaN HEMT –sovelluksissa.

Yksi Power Management SOI -kiekkojen tärkeimmistä eduista standardipiikiekkoihin verrattuna on se, että haudattu oksidikerros yhdistettynä trench-tyyppiseen eristykseen mahdollistaa matalan, keski- ja korkeajännitelohkojen monoliittisen integroinnin samalle sirulle pienentäen samalla sirun kokoa. Power Management SOI -kiekot vähentävät myös aktiivikerroksen aiheuttamia vuotovirtoja ja poistavat alustakiekon vuotovirrat kokonaan. Tärkeimpiin hyötyihin kuuluvat myös transistorin lukitustilan (latch-up) esto ja merkittävämpi ESD/EMI-suojaus standardipiikiekkoihin verrattuna. Power Management SOI tarjoaa erinomaista suorituskykyä korkeissa lämpötiloissa, mikä tekee siitä ihanteellisen valinnan System-in-Package (SiP) -paketointiratkaisuihin. Tämä paketointiratkaisu mahdollistaa hilaohjaimen ja tehotransistorin välisen etäisyyden pienentämisen, mikä on kriittinen tekijä erityisesti häiriöherkissä E-mode GaN HEMT -komponenteissa.

Power Management SOI -kiekolla on useita etuja:

• Eri jännittealueiden (matala ja korkea jännite) toiminnallisuuksien käytännöllinen integrointi samalle sirulle
• Tehotransistorit kuten LIGBT ja LDMOSFET voidaan integroida samalle sirulle hilaohjaimen kanssa
• Pienempi sirun koko ja vakaampi toiminta
• Alhaiset vuotovirrat, mikä auttaa vähentämään tehohäviöitä

• Ei parasiittisia lukitusilmiöitä (latch-up phenomena)
• Korkean lämpötilan luotettavuus helpottaa vaativissa ympäristöissä toimivien mikropiirien suunnittelua
• Mahdollistaa yhteismuotoisten transienttien sietokyvyn (CMTI) kasvattamisen 
• Vaivattomampi transistorisuunnittelu ja nopeat prototyyppikierrokset

Power Management SOI autoteollisuuden SOI-BCD-sovelluksiin

SOI-BCD-pohjaiset Power ASICit ovat yleistyneet sekä perinteisissä- että sähköajoneuvoissa. Paksumman aktiivikerroksensa ansiosta Okmetic Power Management SOI pystyy täyttämään autoteollisuuden tiukat vaatimukset, joita ovat muun muassa laaja turvallinen käyttöalue, suhteellisen hyvä lämmönjohtuminen ja prosessivaihteluita sietävät sähköiset ominaisuudet. Paksumpia SOI:n aktiivikerroksia hyödyntävät SOI-BCD-sovellukset hyötyvät joustavista jännitealueista ja piirisuunnittelijalla on kattavat mahdollisuudet käyttää hyvin erilaisia designeja verrattuna ohuempaan aktiivikerrokseen. Okmetic Power Management SOI myös mahdollistaa teoreettisen jännitekeston saavuttamisen sillä paksumpi aktiivikerros estää ns. back gate –efektin, joka on haasteena ohuemmilla aktiivikerroksilla.

Power Management SOI -kiekkojen spesifikaatiot