Ang unang henerasyon sa mga semiconductor nga materyales girepresentahan sa tradisyonal nga silicon (Si) ug germanium (Ge), nga mao ang basehan sa integrated circuit manufacturing. Kini kaylap nga gigamit sa ubos nga boltahe, ubos nga frequency, ug ubos nga gahum nga mga transistor ug mga detektor. Labaw sa 90% sa mga produkto sa semiconductor gihimo sa mga materyales nga nakabase sa silicon;
Ang ikaduhang henerasyon nga semiconductor nga materyales girepresentahan sa gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP) ug gallium phosphide (GaP). Kung itandi sa mga aparato nga nakabase sa silicon, sila adunay taas nga frequency ug high-speed optoelectronic nga mga kabtangan ug kaylap nga gigamit sa natad sa optoelectronics ug microelectronics. ;
Ang ikatulo nga henerasyon sa mga semiconductor nga materyales girepresentahan sa mga bag-ong materyales sama sa silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), zinc oxide (ZnO), diamante (C), ug aluminum nitride (AlN).
Silicon carbidemao ang usa ka importante nga sukaranan nga materyal alang sa kalamboan sa ikatulo nga-henerasyon semiconductor industriya. Ang mga aparato sa gahum sa Silicon carbide epektibo nga makatagbo sa taas nga kahusayan, miniaturization ug gaan nga mga kinahanglanon sa mga sistema sa elektroniko sa kuryente nga adunay maayo kaayo nga pagsukol sa taas nga boltahe, pagsukol sa taas nga temperatura, ubos nga pagkawala ug uban pang mga kabtangan.
Tungod sa labing maayo nga pisikal nga mga kabtangan niini: taas nga gintang sa banda (katumbas sa taas nga pagkaguba sa natad sa kuryente ug taas nga density sa kuryente), taas nga conductivity sa elektrisidad, ug taas nga conductivity sa thermal, gilauman nga mahimong labing kaylap nga gigamit nga sukaranan nga materyal alang sa paghimo sa mga semiconductor chips sa umaabot. . Ilabi na sa natad sa bag-ong mga sakyanan sa enerhiya, photovoltaic power generation, rail transit, smart grids ug uban pang mga natad, kini adunay klaro nga mga bentaha.
Ang proseso sa produksiyon sa SiC gibahin ngadto sa tulo ka dagkong mga lakang: SiC single crystal growth, epitaxial layer growth ug device manufacturing, nga katumbas sa upat ka dagkong mga link sa industriyal nga kadena:substrate, epitaxy, mga himan ug mga module.
Ang mainstream nga pamaagi sa manufacturing substrates una nga naggamit sa pisikal nga alisngaw sublimation pamaagi sa sublimate sa powder sa usa ka taas nga temperatura vacuum palibot, ug motubo silicon carbide kristal sa ibabaw sa mga binhi kristal pinaagi sa kontrol sa usa ka temperatura kapatagan. Gamit ang silicon carbide wafer isip substrate, ang kemikal nga alisngaw nga deposition gigamit sa pagdeposito sa usa ka layer sa usa ka kristal sa wafer aron mahimong epitaxial wafer. Lakip kanila, ang pagtubo sa usa ka silicon carbide epitaxial layer sa usa ka conductive silicon carbide substrate mahimo nga gihimo sa gahum mga himan, nga nag-una nga gigamit sa electric sakyanan, photovoltaics ug uban pang mga kaumahan; nagtubo nga gallium nitride epitaxial layer sa usa ka semi-insulatingsilicon carbide substratemahimo pa nga himuon nga mga aparato sa frequency sa radyo, nga gigamit sa mga komunikasyon sa 5G ug uban pang mga natad.
Sa pagkakaron, ang mga substrate sa silicon carbide adunay labing taas nga teknikal nga mga babag sa kadena sa industriya sa silicon carbide, ug ang mga substrate sa silicon carbide mao ang labing lisud nga himuon.
Ang bottleneck sa produksiyon sa SiC wala pa hingpit nga nasulbad, ug ang kalidad sa hilaw nga materyal nga kristal nga mga haligi dili lig-on ug adunay problema sa ani, nga nagdala sa taas nga gasto sa mga aparato sa SiC. Nagkinahanglan lamang kini og aberids nga 3 ka adlaw alang sa silicon nga materyal nga motubo ngadto sa kristal nga sungkod, apan kini nagkinahanglan og usa ka semana alang sa silicon carbide crystal rod. Ang usa ka kinatibuk-ang silicon crystal rod mahimong motubo sa 200cm ang gitas-on, apan ang usa ka silicon carbide crystal rod mahimo ra motubo 2cm ang gitas-on. Dugang pa, ang SiC mismo usa ka gahi ug brittle nga materyal, ug ang mga wafer nga hinimo niini dali nga mag-chipping kung gigamit ang tradisyonal nga mekanikal nga pagputol sa wafer dicing, nga makaapekto sa ani ug kasaligan sa produkto. Ang mga substrate sa SiC lahi kaayo sa tradisyonal nga mga silicon ingot, ug ang tanan gikan sa kagamitan, proseso, pagproseso hangtod sa pagputol kinahanglan nga pauswagon aron madumala ang silicon carbide.
Ang kadena sa industriya sa silicon carbide kadaghanan gibahin sa upat ka dagkong mga link: substrate, epitaxy, mga aparato ug aplikasyon. Ang mga materyales sa substrate mao ang pundasyon sa kadena sa industriya, ang mga epitaxial nga materyales mao ang yawe sa paghimo sa aparato, ang mga aparato mao ang kinauyokan sa kadena sa industriya, ug ang mga aplikasyon mao ang nagpalihok nga kusog alang sa pag-uswag sa industriya. Ang upstream nga industriya naggamit sa hilaw nga materyales sa paghimo sa substrate nga mga materyales pinaagi sa pisikal nga alisngaw sublimation mga pamaagi ug uban pang mga pamaagi, ug unya sa paggamit sa kemikal nga alisngaw deposition pamaagi ug uban pang mga pamaagi sa pagtubo sa epitaxial materyales. Ang industriya sa midstream naggamit sa upstream nga mga materyales aron makahimo og mga radio frequency device, power device ug uban pang mga device, nga sa katapusan gigamit sa downstream 5G nga komunikasyon. , mga de-koryenteng sakyanan, rail transit, ug uban pa. Lakip niini, ang substrate ug epitaxy nagkantidad sa 60% sa gasto sa kadena sa industriya ug mao ang nag-unang bili sa kadena sa industriya.
SiC substrate: Ang mga kristal nga SiC sagad gihimo gamit ang pamaagi sa Lely. Ang mga internasyonal nga mainstream nga mga produkto nagbalhin gikan sa 4 pulgada hangtod 6 pulgada, ug ang 8-pulgada nga conductive substrate nga mga produkto naugmad. Ang mga substrate sa balay kasagaran 4 ka pulgada. Tungod kay ang naglungtad nga 6-pulgada nga mga linya sa produksiyon sa silicon wafer mahimong ma-upgrade ug mabag-o aron makahimo mga aparato nga SiC, ang taas nga bahin sa merkado sa 6-pulgada nga mga substrate sa SiC mapadayon sa dugay nga panahon.
Ang proseso sa substrate nga silicon carbide komplikado ug lisud nga himuon. Silicon carbide substrate mao ang usa ka compound semiconductor single kristal nga materyal nga gilangkuban sa duha ka mga elemento: carbon ug silicon. Sa pagkakaron, ang industriya nag-una nga naggamit sa high-purity carbon powder ug high-purity silicon powder isip hilaw nga materyales aron ma-synthesize ang silicon carbide powder. Ubos sa usa ka espesyal nga natad sa temperatura, ang hamtong nga pisikal nga paagi sa pagpasa sa singaw (paagi sa PVT) gigamit aron motubo ang silicon carbide nga lainlain ang gidak-on sa usa ka hurno sa pagtubo sa kristal. Ang kristal nga ingot sa katapusan giproseso, giputol, gigaling, gipasinaw, gilimpyohan ug uban pang daghang mga proseso aron makahimo usa ka substrate nga silicon carbide.
Panahon sa pag-post: Mayo-22-2024