តើ​អ្វី​ទៅ​ជា​ឧបសគ្គ​បច្ចេកទេស​ចំពោះ​ស៊ីលីកុន​កាបូន?

ជំនាន់ទីមួយនៃសមា្ភារៈ semiconductor ត្រូវបានតំណាងដោយស៊ីលីកុនប្រពៃណី (Si) និង germanium (Ge) ដែលជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការផលិតសៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នា។ ពួកវាត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងតង់ស្យុងទាប ប្រេកង់ទាប និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា និងឧបករណ៍ចាប់ថាមពលទាប។ ច្រើនជាង 90% នៃផលិតផល semiconductor ត្រូវបានផលិតចេញពីវត្ថុធាតុដើមដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន។
សមា្ភារៈ semiconductor ជំនាន់ទីពីរត្រូវបានតំណាងដោយ gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP) និង gallium phosphide (GaP) ។ បើប្រៀបធៀបជាមួយឧបករណ៍ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន ពួកគេមានលក្ខណៈសម្បត្តិអុបតូអេឡិចត្រូនិចដែលមានប្រេកង់ និងល្បឿនលឿន ហើយត្រូវបានគេប្រើយ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងវិស័យអុបតូអេឡិចត្រូនិច និងមីក្រូអេឡិចត្រូនិច។ ;
ជំនាន់ទី 3 នៃសម្ភារៈ semiconductor ត្រូវបានតំណាងដោយវត្ថុធាតុដែលទើបនឹងកើតដូចជា silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), zinc oxide (ZnO), ពេជ្រ (C) និងអាលុយមីញ៉ូម nitride (AlN)។

ស៊ីលីកុនកាបូនគឺជាសម្ភារៈមូលដ្ឋានដ៏សំខាន់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍនៃឧស្សាហកម្ម semiconductor ជំនាន់ទីបី។ ឧបករណ៍ថាមពលស៊ីលីកុន carbide អាចបំពេញតាមតម្រូវការប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ការបង្រួមតូច និងទម្ងន់ស្រាលនៃប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចថាមពល ជាមួយនឹងភាពធន់ទ្រាំវ៉ុលខ្ពស់ដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ភាពធន់ទ្រាំនឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ការបាត់បង់ទាប និងលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងទៀត។

ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តដ៏ប្រសើររបស់វា៖ គម្លាតនៃក្រុមតន្រ្តីខ្ពស់ (ដែលត្រូវគ្នានឹងវាលអគ្គីសនីដែលបែកខ្ញែកខ្ពស់ និងដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់) ចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់ និងចរន្តកំដៅខ្ពស់ វាត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងក្លាយជាសម្ភារៈមូលដ្ឋានដែលគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតសម្រាប់ផលិតបន្ទះសៀគ្វី semiconductor នាពេលអនាគត។ . ជាពិសេសនៅក្នុងវិស័យយានយន្តថាមពលថ្មី ការផលិតថាមពល photovoltaic ការដឹកជញ្ជូនផ្លូវដែក ក្រឡាចត្រង្គឆ្លាតវៃ និងវិស័យផ្សេងៗទៀត វាមានគុណសម្បត្តិជាក់ស្តែង។

ដំណើរការផលិត SiC ត្រូវបានបែងចែកជាបីដំណាក់កាលធំៗ៖ ការលូតលាស់គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ការលូតលាស់ស្រទាប់ epitaxial និងការផលិតឧបករណ៍ ដែលត្រូវនឹងតំណភ្ជាប់សំខាន់ៗទាំងបួននៃសង្វាក់ឧស្សាហកម្ម៖ស្រទាប់ខាងក្រោម, epitaxyឧបករណ៍ និងម៉ូឌុល។

វិធីសាស្រ្តចម្បងនៃការផលិតស្រទាប់ខាងក្រោមដំបូងប្រើវិធីសាស្រ្ត sublimation ចំហាយរាងកាយដើម្បី sublimate ម្សៅនៅក្នុងបរិយាកាសខ្វះចន្លោះដែលមានសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ និងបណ្តុះគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុន carbide លើផ្ទៃនៃគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជតាមរយៈការគ្រប់គ្រងវាលសីតុណ្ហភាព។ ដោយប្រើ wafer ស៊ីលីកុន carbide ជាស្រទាប់ខាងក្រោម ការបញ្ចេញចំហាយគីមីត្រូវបានប្រើដើម្បីដាក់ស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយនៅលើ wafer ដើម្បីបង្កើតជា epitaxial wafer ។ ក្នុងចំណោមពួកគេ ការរីកលូតលាស់ស្រទាប់ epitaxial silicon carbide នៅលើស្រទាប់ខាងក្រោម silicon carbide conductive អាចត្រូវបានបង្កើតឡើងជាឧបករណ៍ថាមពលដែលត្រូវបានប្រើជាចម្បងនៅក្នុងរថយន្តអគ្គិសនី photovoltaics និងវាលផ្សេងទៀត; ការរីកលូតលាស់ស្រទាប់ gallium nitride epitaxial នៅលើពាក់កណ្តាលអ៊ីសូឡង់ស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនកាបូនអាចផលិតបន្ថែមទៅក្នុងឧបករណ៍ប្រេកង់វិទ្យុ ប្រើក្នុងទំនាក់ទំនង 5G និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។

សម្រាប់ពេលនេះស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនកាបូនមានឧបសគ្គបច្ចេកទេសខ្ពស់បំផុតនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្មស៊ីលីកុនកាបូន ហើយស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនកាបូនគឺពិបាកផលិតបំផុត។

ឧបសគ្គនៃការផលិត SiC មិនត្រូវបានដោះស្រាយទាំងស្រុងនោះទេ ហើយគុណភាពនៃសសរគ្រីស្តាល់វត្ថុធាតុដើមមិនស្ថិតស្ថេរ និងមានបញ្ហាទិន្នផល ដែលនាំឱ្យតម្លៃឧបករណ៍ SiC ខ្ពស់។ វាចំណាយពេលជាមធ្យមត្រឹមតែ 3 ថ្ងៃប៉ុណ្ណោះសម្រាប់សារធាតុស៊ីលីកុនដើម្បីដុះជាដុំគ្រីស្តាល់ ប៉ុន្តែវាត្រូវចំណាយពេលមួយសប្តាហ៍សម្រាប់ដំបងគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាបៃ។ ដំបងគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនទូទៅអាចដុះបានប្រវែង 200 សង់ទីម៉ែត្រ ប៉ុន្តែដំបងគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាបូនអាចមានប្រវែងត្រឹមតែ 2 សង់ទីម៉ែត្រប៉ុណ្ណោះ។ លើសពីនេះទៅទៀត SiC ខ្លួនវាគឺជាសម្ភារៈរឹង និងផុយ ហើយ wafers ធ្វើពីវាគឺងាយនឹង chipping គែមនៅពេលប្រើ dicing wafer កាត់មេកានិចបុរាណដែលប៉ះពាល់ដល់ទិន្នផលផលិតផលនិងភាពជឿជាក់។ ស្រទាប់ខាងក្រោម SiC មានភាពខុសប្លែកគ្នាយ៉ាងខ្លាំងពីសារធាតុស៊ីលីកុនប្រពៃណី ហើយអ្វីៗគ្រប់យ៉ាងចាប់ពីឧបករណ៍ ដំណើរការកែច្នៃ រហូតដល់ការកាត់ ចាំបាច់ត្រូវបង្កើតដើម្បីគ្រប់គ្រងស៊ីលីកុនកាបូន។

ខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្មស៊ីលីកុនកាបូនត្រូវបានបែងចែកជាចម្បងទៅជាតំណភ្ជាប់សំខាន់ៗចំនួនបួន៖ ស្រទាប់ខាងក្រោម អេពីតាស៊ី ឧបករណ៍ និងកម្មវិធី។ សមា្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្ម សមា្ភារៈ epitaxial គឺជាគន្លឹះក្នុងការផលិតឧបករណ៍ ឧបករណ៍គឺជាស្នូលនៃសង្វាក់ឧស្សាហកម្ម ហើយកម្មវិធីគឺជាកម្លាំងជំរុញសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍ឧស្សាហកម្ម។ ឧស្សាហកម្មឡើងលើប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុដើមដើម្បីធ្វើសមា្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមតាមរយៈវិធីសាស្រ្ត sublimation ចំហាយរូបវន្ត និងវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀត ហើយបន្ទាប់មកប្រើវិធីសាស្រ្តបំភាយចំហាយគីមី និងវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតដើម្បីដាំសម្ភារៈ epitaxial ។ ឧស្សាហកម្មពាក់កណ្តាលចរន្តប្រើប្រាស់សម្ភារៈខាងលើដើម្បីបង្កើតឧបករណ៍ប្រេកង់វិទ្យុ ឧបករណ៍ថាមពល និងឧបករណ៍ផ្សេងទៀតដែលចុងក្រោយត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការទំនាក់ទំនង 5G ខាងក្រោម។ យានជំនិះអគ្គិសនី ការដឹកជញ្ជូនផ្លូវដែក។ល។ ក្នុងចំណោមពួកគេ ស្រទាប់ខាងក្រោម និងអេពីតាស៊ី មានចំនួន 60% នៃតម្លៃនៃខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្ម ហើយជាតម្លៃសំខាន់នៃខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្ម។

ស្រទាប់ខាងក្រោម SiC៖ គ្រីស្តាល់ SiC ជាធម្មតាត្រូវបានផលិតដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Lely ។ ផលិតផលសំខាន់ៗអន្តរជាតិកំពុងផ្លាស់ប្តូរពី 4 អ៊ីងទៅ 6 អ៊ីង ហើយផលិតផលស្រទាប់ខាងក្រោមដែលមានទំហំ 8 អ៊ីញត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ស្រទាប់ខាងក្រោមក្នុងស្រុកគឺ 4 អ៊ីញជាចម្បង។ ចាប់តាំងពីខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្មស៊ីលីកុន 6 អ៊ីញដែលមានស្រាប់អាចត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង និងផ្លាស់ប្តូរដើម្បីផលិតឧបករណ៍ SiC នោះចំណែកទីផ្សារខ្ពស់នៃស្រទាប់ខាងក្រោម SiC 6 អ៊ីញនឹងត្រូវបានរក្សាទុកជាយូរមកហើយ។

ដំណើរការស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនកាបូនគឺស្មុគស្មាញ និងពិបាកក្នុងការផលិត។ ស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុន កាបូនឌីអុកស៊ីត គឺជាវត្ថុធាតុគ្រីស្តាល់តែមួយ ដែលផ្សំឡើងដោយសារធាតុពីរគឺ កាបូន និងស៊ីលីកុន។ នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះ ឧស្សាហកម្មភាគច្រើនប្រើប្រាស់ម្សៅកាបូនដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ និងម្សៅស៊ីលីកុនដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ជាវត្ថុធាតុដើមដើម្បីសំយោគម្សៅស៊ីលីកុនកាបូន។ នៅក្រោមវាលសីតុណ្ហភាពពិសេស វិធីសាស្ត្របញ្ជូនចំហាយរាងកាយដែលចាស់ទុំ (វិធីសាស្ត្រ PVT) ត្រូវបានប្រើដើម្បីដាំស៊ីលីកុនកាបូនដែលមានទំហំខុសៗគ្នានៅក្នុងឡដុតគ្រីស្តាល់។ ទីបំផុតគ្រីស្តាល់ ingot ត្រូវបានដំណើរការ កាត់ ដី ប៉ូលា សម្អាត និងដំណើរការជាច្រើនផ្សេងទៀត ដើម្បីផលិតស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនកាបៃ។