Tha a’ chiad ghinealach de stuthan semiconductor air a riochdachadh le silicon traidiseanta (Si) agus germanium (Ge), a tha nam bunait airson saothrachadh cuairteachaidh amalaichte. Tha iad air an cleachdadh gu farsaing ann an transistors agus lorgairean bholtachd ìosal, tricead ìosal agus cumhachd ìosal. Tha còrr air 90% de thoraidhean semiconductor air an dèanamh de stuthan stèidhichte air silicon;
Tha an dàrna ginealach de stuthan semiconductor air an riochdachadh le gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP) agus gallium phosphide (GaP). An coimeas ri innealan stèidhichte air silicon, tha feartan optoelectronic àrd-tricead agus àrd-astar aca agus tha iad air an cleachdadh gu farsaing ann an raointean optoelectronics agus microelectronics. ;
Tha an treas ginealach de stuthan semiconductor air a riochdachadh le stuthan a tha a 'tighinn am bàrr leithid silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), sinc ocsaid (ZnO), daoimean (C), agus aluminium nitride (AlN).
Silicon carbidena stuth bunaiteach cudromach airson leasachadh gnìomhachas semiconductor an treas ginealach. Faodaidh innealan cumhachd silicon carbide coinneachadh gu h-èifeachdach ri riatanasan àrd-èifeachdais, miniaturization agus aotrom de shiostaman dealanach cumhachd leis an sàr-aghaidh àrd-bholtaid, an aghaidh teòthachd àrd, call ìosal agus feartan eile.
Air sgàth na feartan corporra adhartach aige: beàrn còmhlan àrd (a rèir raon dealain briseadh àrd agus dùmhlachd cumhachd àrd), giùlan dealain àrd, agus giùlan teirmeach àrd, thathas an dùil gur e seo an stuth bunaiteach as fharsainge airson a bhith a ’dèanamh chips semiconductor san àm ri teachd . Gu sònraichte ann an raointean carbadan lùtha ùra, gineadh cumhachd photovoltaic, gluasad rèile, cliathan snasail agus raointean eile, tha buannachdan follaiseach aige.
Tha pròiseas cinneasachaidh SiC air a roinn ann an trì prìomh cheumannan: fàs criostal singilte SiC, fàs còmhdach epitaxial agus saothrachadh innealan, a tha a rèir nan ceithir prìomh cheanglaichean den t-sreath gnìomhachais:substrate, epitaxy, innealan agus modalan.
Bidh an dòigh prìomh-shruthach airson substrates saothrachaidh a’ cleachdadh an dòigh sublimation vapor fiosaigeach an-toiseach gus am pùdar sublimate ann an àrainneachd falamh àrd-teòthachd, agus fàs criostalan silicon carbide air uachdar na criostal sìl tro smachd achadh teòthachd. A’ cleachdadh wafer carbide silicon mar fho-strat, thathas a’ cleachdadh tasgadh bhalbhaichean ceimigeach gus còmhdach de chriostal singilte a thasgadh air an wafer gus wafer epitaxial a chruthachadh. Nam measg, faodar a bhith a’ fàs còmhdach epitaxial silicon carbide air substrate giùlain silicon carbide a bhith nan innealan cumhachd, a thathas a ’cleachdadh sa mhòr-chuid ann an carbadan dealain, photovoltaics agus raointean eile; a’ fàs còmhdach epitaxial gallium nitride air leth-insulationsubstrate silicon carbideFaodar tuilleadh a dhèanamh ann an innealan tricead rèidio, air an cleachdadh ann an conaltradh 5G agus raointean eile.
Airson a-nis, tha na cnapan-starra teicnigeach as àirde aig substrates silicon carbide ann an sreath gnìomhachas carbide silicon, agus is e fo-stratan carbide silicon an fheadhainn as duilghe a thoirt gu buil.
Chan eil botail cinneasachaidh SiC air fhuasgladh gu tur, agus tha càileachd colbhan criostail an stuth amh neo-sheasmhach agus tha duilgheadas toraidh ann, a tha a ’leantainn gu cosgais àrd innealan SiC. Cha toir e ach 3 latha gu cuibheasach airson stuth sileaconach fàs gu bhith na shlat criostail, ach bheir e seachdain airson slat criostail silicon carbide. Faodaidh slat criostail silicon coitcheann fàs 200cm a dh'fhaid, ach chan urrainn dha slat criostail silicon carbide ach fàs 2cm a dh'fhaid. A bharrachd air an sin, is e stuth cruaidh is brisg a th’ ann an SiC fhèin, agus tha wafers air a dhèanamh dheth buailteach a bhith a’ sgoltadh oir nuair a bhios iad a’ cleachdadh dinneadh wafer gearraidh meacanaigeach traidiseanta, a bheir buaidh air toradh toraidh agus earbsachd. Tha fo-stratan SiC gu math eadar-dhealaichte bho ingotan silicon traidiseanta, agus feumar a h-uile càil bho uidheamachd, pròiseasan, giollachd gu gearradh a leasachadh gus dèiligeadh ri silicon carbide.
Tha sèine gnìomhachas carbide silicon air a roinn sa mhòr-chuid ann an ceithir prìomh cheanglaichean: substrate, epitaxy, innealan agus tagraidhean. Is e stuthan substrate bunait an t-sèine gnìomhachais, is e stuthan epitaxial an iuchair airson saothrachadh innealan, is e innealan cridhe an t-sèine gnìomhachais, agus is e tagraidhean am feachd dràibhidh airson leasachadh gnìomhachais. Bidh an gnìomhachas shuas an abhainn a’ cleachdadh stuthan amh gus stuthan substrate a dhèanamh tro dhòighean sublimation bhalbhaichean corporra agus dòighean eile, agus an uairsin a’ cleachdadh dhòighean tasgadh bhalbhaichean ceimigeach agus dòighean eile airson stuthan epitaxial fhàs. Bidh gnìomhachas meadhan an t-srutha a’ cleachdadh stuthan shuas an abhainn gus innealan tricead rèidio, innealan cumhachd agus innealan eile a dhèanamh, a thathas a’ cleachdadh aig a’ cheann thall ann an conaltradh 5G sìos an abhainn. , carbadan dealain, còmhdhail rèile, msaa. Nam measg, tha substrate agus epitaxy a’ dèanamh suas 60% de chosgais sèine a ’ghnìomhachais agus is iad sin prìomh luach slabhraidh a’ ghnìomhachais.
Substrate SiC: Mar as trice bidh criostalan SiC air an dèanamh a’ cleachdadh modh Lely. Tha toraidhean prìomh-shruthach eadar-nàiseanta a’ gluasad bho 4 òirleach gu 6 òirleach, agus chaidh toraidhean substrate giùlain 8-òirleach a leasachadh. Tha fo-stratan dachaigheil gu ìre mhòr 4 òirleach. Leis gum faodar na loidhnichean toraidh wafer silicon 6-òirleach a th’ ann ùrachadh agus atharrachadh gus innealan SiC a thoirt a-mach, thèid an roinn àrd den mhargaidh de fho-stratan SiC 6-òirleach a chumail airson ùine mhòr.
Tha pròiseas substrate silicon carbide iom-fhillte agus duilich a thoirt gu buil. Tha substrate silicon carbide na stuth criostal singilte semiconductor air a dhèanamh suas de dhà eileamaid: carbon agus silicon. Aig an àm seo, tha an gnìomhachas sa mhòr-chuid a’ cleachdadh pùdar gualain àrd-ghlan agus pùdar sileacain àrd-ghlan mar stuthan amh gus pùdar silicon carbide a cho-chur. Fo raon teòthachd sònraichte, thathas a’ cleachdadh an dòigh tar-chuir bhalbhaichean corporra aibidh (modh PVT) gus carbide silicon de dhiofar mheudan fhàs ann am fùirneis fàs criostail. Tha an ingot criostail mu dheireadh air a phròiseasadh, air a ghearradh, air a ghrunndadh, air a lìomhadh, air a ghlanadh agus air grunn phròiseasan eile gus substrate carbide silicon a thoirt gu buil.
Ùine puist: Cèitean-22-2024