Fyrsta kynslóð hálfleiðaraefna er táknuð með hefðbundnum kísil (Si) og germaníum (Ge), sem eru grundvöllur samþættra hringrásarframleiðslu. Þeir eru mikið notaðir í lágspennu-, lágtíðni- og lágspennu smára og skynjara. Meira en 90% af hálfleiðaravörum eru gerðar úr efni sem byggir á sílikon;
Önnur kynslóð hálfleiðaraefna eru táknuð með gallíumarseníði (GaAs), indíumfosfíði (InP) og gallíumfosfíði (GaP). Í samanburði við tæki sem byggjast á sílikon hafa þau hátíðni og háhraða sjónræna eiginleika og eru mikið notaðir á sviði sjón- og örrafeinda. ;
Þriðja kynslóð hálfleiðaraefna er táknuð með nýjum efnum eins og kísilkarbíði (SiC), gallíumnítríði (GaN), sinkoxíði (ZnO), demantur (C) og álnítríði (AlN).
Kísilkarbíðer mikilvægur grunnur fyrir þróun þriðju kynslóðar hálfleiðaraiðnaðar. Kísilkarbíð afltæki geta í raun uppfyllt mikla afköst, smæðingu og léttar kröfur rafeindakerfa með framúrskarandi háspennuþoli, háhitaþoli, lágu tapi og öðrum eiginleikum.
Vegna yfirburða eðliseiginleika þess: hátt bandbil (sem samsvarar miklu rafsviði og miklum aflþéttleika), hár rafleiðni og hár hitaleiðni, er búist við að það verði mest notaða grunnefnið til að búa til hálfleiðaraflís í framtíðinni. . Sérstaklega á sviði nýrra orkutækja, raforkuframleiðslu, flutninga á járnbrautum, snjallneta og annarra sviða, hefur það augljósa kosti.
SiC framleiðsluferlinu er skipt í þrjú meginþrep: SiC einkristallavöxtur, epitaxial lagvöxtur og tækjaframleiðsla, sem samsvara fjórum helstu hlekkjum iðnaðarkeðjunnar:undirlag, epitaxy, tæki og einingar.
Almenna aðferðin til að framleiða hvarfefni notar fyrst líkamlega gufu sublimation aðferð til að sublimera duftið í háhita lofttæmi umhverfi og rækta kísilkarbíð kristalla á yfirborði frækristallsins með stjórn á hitastigi. Með því að nota kísilkarbíðskífu sem undirlag er efnagufuútfelling notuð til að setja lag af einkristalli á skífuna til að mynda epitaxial skífu. Meðal þeirra er hægt að gera kísilkarbíð epitaxial lag á leiðandi kísilkarbíð undirlagi í afltæki, sem eru aðallega notuð í rafknúnum ökutækjum, ljósvökva og öðrum sviðum; ræktun gallíumnítríðs epitaxial lags á hálfeinangrandikísilkarbíð undirlaggetur ennfremur gert að útvarpsbylgjutækjum, notuð í 5G fjarskiptum og öðrum sviðum.
Í bili hafa kísilkarbíð hvarfefni hæstu tæknilegar hindranir í kísilkarbíðiðnaðarkeðjunni, og kísilkarbíð hvarfefni eru erfiðast að framleiða.
Framleiðslu flöskuháls SiC hefur ekki verið leystur að fullu og gæði hráefnis kristalsúlanna eru óstöðug og það er ávöxtunarvandamál sem leiðir til mikils kostnaðar við SiC tæki. Það tekur kísilefni að meðaltali að meðaltali 3 daga að vaxa í kristalstöng, en það tekur viku fyrir kísilkarbíð kristalstöng. Almenn kísilkristallastöng getur orðið 200 cm löng, en kísilkarbíð kristallastöng getur aðeins orðið 2 cm löng. Þar að auki er SiC sjálft hart og brothætt efni og oblátur úr því eru viðkvæmar fyrir brúnum þegar notaðar eru hefðbundnar vélrænni skurðardiskur, sem hefur áhrif á afrakstur vöru og áreiðanleika. SiC hvarfefni eru mjög frábrugðin hefðbundnum kísilhleifum og allt frá búnaði, ferlum, vinnslu til skurðar þarf að þróa til að meðhöndla kísilkarbíð.
Kísilkarbíðiðnaðarkeðjan er aðallega skipt í fjóra helstu hlekki: undirlag, epitaxy, tæki og forrit. Undirlagsefni eru grunnurinn að iðnaðarkeðjunni, efni í efri hluta eru lykillinn að framleiðslu tækja, tæki eru kjarninn í iðnaðarkeðjunni og notkun er drifkraftur iðnaðarþróunar. Andstreymisiðnaðurinn notar hráefni til að búa til undirlagsefni með eðlisfræðilegum gufusublimunaraðferðum og öðrum aðferðum og notar síðan efnagufuútfellingaraðferðir og aðrar aðferðir til að rækta epitaxial efni. Miðstraumsiðnaðurinn notar andstreymis efni til að búa til útvarpsbylgjur, rafmagnstæki og önnur tæki, sem að lokum eru notuð í downstream 5G fjarskiptum. , rafknúin farartæki, flutningur með járnbrautum osfrv. Meðal þeirra eru undirlag og epitaxy 60% af kostnaði iðnaðarkeðjunnar og eru aðalverðmæti iðnaðarkeðjunnar.
SiC hvarfefni: SiC kristallar eru venjulega framleiddir með Lely aðferð. Alþjóðlegar almennar vörur eru að breytast úr 4 tommu í 6 tommur og 8 tommu leiðandi undirlagsvörur hafa verið þróaðar. Innlend undirlag er aðallega 4 tommur. Þar sem hægt er að uppfæra og breyta núverandi 6-tommu kísilskífuframleiðslulínum til að framleiða SiC tæki, mun há markaðshlutdeild 6-tommu SiC hvarfefna haldast í langan tíma.
Kísilkarbíð hvarfefnisferlið er flókið og erfitt að framleiða. Kísilkarbíð hvarfefni er samsett hálfleiðara einkristalt efni sem samanstendur af tveimur frumefnum: kolefni og kísil. Sem stendur notar iðnaðurinn aðallega háhreint kolefnisduft og háhreint kísilduft sem hráefni til að búa til kísilkarbíðduft. Undir sérstöku hitastigi er hin þroskaða líkamlega gufuflutningsaðferð (PVT aðferð) notuð til að rækta kísilkarbíð af mismunandi stærðum í kristalvaxtarofni. Kristalhleifurinn er að lokum unninn, skorinn, malaður, slípaður, hreinsaður og önnur margvísleg ferli til að framleiða kísilkarbíð undirlag.
Birtingartími: maí-22-2024