Cynrychiolir y genhedlaeth gyntaf o ddeunyddiau lled-ddargludyddion gan silicon traddodiadol (Si) a germanium (Ge), sy'n sail ar gyfer gweithgynhyrchu cylched integredig. Fe'u defnyddir yn helaeth mewn transistorau a synwyryddion foltedd isel, amledd isel a phŵer isel. Mae mwy na 90% o gynhyrchion lled-ddargludyddion wedi'u gwneud o ddeunyddiau sy'n seiliedig ar silicon;
Cynrychiolir deunyddiau lled-ddargludyddion yr ail genhedlaeth gan gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP) a gallium phosphide (GaP). O'u cymharu â dyfeisiau sy'n seiliedig ar silicon, mae ganddynt briodweddau optoelectroneg amledd uchel a chyflymder uchel ac fe'u defnyddir yn eang ym meysydd optoelectroneg a microelectroneg. ;
Cynrychiolir y drydedd genhedlaeth o ddeunyddiau lled-ddargludyddion gan ddeunyddiau sy'n dod i'r amlwg fel carbid silicon (SiC), gallium nitride (GaN), sinc ocsid (ZnO), diemwnt (C), ac alwminiwm nitrid (AlN).
Silicon carbidyn ddeunydd sylfaenol pwysig ar gyfer datblygiad y diwydiant lled-ddargludyddion trydydd cenhedlaeth. Gall dyfeisiau pŵer silicon carbid fodloni gofynion effeithlonrwydd uchel, miniaturization a ysgafn systemau electronig pŵer yn effeithiol gyda'u gwrthiant foltedd uchel rhagorol, ymwrthedd tymheredd uchel, colled isel ac eiddo eraill.
Oherwydd ei briodweddau ffisegol uwch: bwlch band uchel (sy'n cyfateb i faes trydan dadansoddiad uchel a dwysedd pŵer uchel), dargludedd trydanol uchel, a dargludedd thermol uchel, disgwylir iddo ddod yn ddeunydd sylfaenol a ddefnyddir fwyaf eang ar gyfer gwneud sglodion lled-ddargludyddion yn y dyfodol . Yn enwedig ym meysydd cerbydau ynni newydd, cynhyrchu pŵer ffotofoltäig, cludo rheilffyrdd, gridiau smart a meysydd eraill, mae ganddo fanteision amlwg.
Rhennir proses gynhyrchu SiC yn dri cham mawr: twf crisial sengl SiC, twf haen epitaxial a gweithgynhyrchu dyfeisiau, sy'n cyfateb i bedwar prif gyswllt y gadwyn ddiwydiannol:swbstrad, epitacsi, dyfeisiau a modiwlau.
Mae'r dull prif ffrwd o weithgynhyrchu swbstradau yn gyntaf yn defnyddio'r dull sublimation anwedd corfforol i sublimate y powdr mewn amgylchedd gwactod tymheredd uchel, a thyfu grisialau silicon carbide ar wyneb y grisial hadau drwy reoli maes tymheredd. Gan ddefnyddio wafer carbid silicon fel swbstrad, defnyddir dyddodiad anwedd cemegol i adneuo haen o grisial sengl ar y wafer i ffurfio wafer epitaxial. Yn eu plith, gellir gwneud tyfu haen epitaxial carbid silicon ar swbstrad carbid silicon dargludol yn ddyfeisiau pŵer, a ddefnyddir yn bennaf mewn cerbydau trydan, ffotofoltäig a meysydd eraill; tyfu haen epitaxial gallium nitride ar lled-inswleiddioswbstrad carbid silicongellir eu gwneud ymhellach yn ddyfeisiau amledd radio, a ddefnyddir mewn cyfathrebiadau 5G a meysydd eraill.
Am y tro, mae gan swbstradau carbid silicon y rhwystrau technegol uchaf yn y gadwyn diwydiant carbid silicon, a swbstradau carbid silicon yw'r rhai anoddaf i'w cynhyrchu.
Nid yw tagfa cynhyrchu SiC wedi'i datrys yn llwyr, ac mae ansawdd y pileri crisial deunydd crai yn ansefydlog ac mae problem cynnyrch, sy'n arwain at gost uchel dyfeisiau SiC. Dim ond 3 diwrnod ar gyfartaledd y mae'n ei gymryd i ddeunydd silicon dyfu i mewn i wialen grisial, ond mae'n cymryd wythnos ar gyfer gwialen grisial carbid silicon. Gall gwialen grisial silicon cyffredinol dyfu 200cm o hyd, ond dim ond 2cm o hyd y gall gwialen grisial carbid silicon dyfu. At hynny, mae SiC ei hun yn ddeunydd caled a brau, ac mae wafferi a wneir ohono yn dueddol o naddu ymyl wrth ddefnyddio deisio wafferi torri mecanyddol traddodiadol, sy'n effeithio ar gynnyrch a dibynadwyedd cynnyrch. Mae swbstradau SiC yn wahanol iawn i ingotau silicon traddodiadol, ac mae angen datblygu popeth o offer, prosesau, prosesu i dorri i drin carbid silicon.
Rhennir cadwyn y diwydiant carbid silicon yn bennaf yn bedwar prif gyswllt: swbstrad, epitaxy, dyfeisiau a chymwysiadau. Deunyddiau swbstrad yw sylfaen cadwyn y diwydiant, deunyddiau epitaxial yw'r allwedd i weithgynhyrchu dyfeisiau, dyfeisiau yw craidd cadwyn y diwydiant, a chymwysiadau yw'r grym gyrru ar gyfer datblygiad diwydiannol. Mae'r diwydiant i fyny'r afon yn defnyddio deunyddiau crai i wneud deunyddiau swbstrad trwy ddulliau sublimation anwedd corfforol a dulliau eraill, ac yna'n defnyddio dulliau dyddodiad anwedd cemegol a dulliau eraill i dyfu deunyddiau epitaxial. Mae'r diwydiant canol yr afon yn defnyddio deunyddiau i fyny'r afon i wneud dyfeisiau amledd radio, dyfeisiau pŵer a dyfeisiau eraill, a ddefnyddir yn y pen draw mewn cyfathrebiadau 5G i lawr yr afon. , cerbydau trydan, cludo rheilffyrdd, ac ati Yn eu plith, mae swbstrad ac epitaxy yn cyfrif am 60% o gost cadwyn y diwydiant a dyma brif werth cadwyn y diwydiant.
Swbstrad SiC: Mae crisialau SiC fel arfer yn cael eu cynhyrchu gan ddefnyddio dull Lely. Mae cynhyrchion prif ffrwd rhyngwladol yn trosglwyddo o 4 modfedd i 6 modfedd, ac mae cynhyrchion swbstrad dargludol 8 modfedd wedi'u datblygu. Mae swbstradau domestig yn 4 modfedd yn bennaf. Gan y gellir uwchraddio a thrawsnewid y llinellau cynhyrchu wafferi silicon 6-modfedd presennol i gynhyrchu dyfeisiau SiC, bydd cyfran uchel y farchnad o swbstradau SiC 6 modfedd yn cael ei chynnal am amser hir.
Mae'r broses swbstrad carbid silicon yn gymhleth ac yn anodd ei gynhyrchu. Mae swbstrad silicon carbid yn ddeunydd crisial sengl lled-ddargludyddion cyfansawdd sy'n cynnwys dwy elfen: carbon a silicon. Ar hyn o bryd, mae'r diwydiant yn bennaf yn defnyddio powdr carbon purdeb uchel a phowdr silicon purdeb uchel fel deunyddiau crai i syntheseiddio powdr carbid silicon. O dan faes tymheredd arbennig, defnyddir y dull trosglwyddo anwedd corfforol aeddfed (dull PVT) i dyfu carbid silicon o wahanol feintiau mewn ffwrnais twf grisial. Mae'r ingot grisial yn cael ei brosesu, ei dorri, ei falu, ei sgleinio, ei lanhau a phrosesau lluosog eraill i gynhyrchu swbstrad carbid silicon.
Amser postio: Mai-22-2024