Nifşa yekem a materyalên nîvconductor ji hêla silicon kevneşopî (Si) û germanium (Ge) ve têne temsîl kirin, ku bingehek ji bo hilberîna çerxa yekbûyî ne. Ew bi berfirehî di transîstor û detektorên voltaja nizm, frekansa kêm, û kêm-hêza de têne bikar anîn. Zêdetirî 90% hilberên semiconductor ji materyalên bingehîn ên silicon têne çêkirin;
Materyalên nîvconductor yên nifşê duyemîn bi galium arsenide (GaAs), fosfîdê îndyûm (InP) û fosfîdê galium (GaP) têne temsîl kirin. Li gorî amûrên bingehîn ên silicon, ew xwedan taybetmendiyên optoelektronîkî yên frekansa bilind û bilez in û bi berfirehî di warên optoelektronîk û mîkroelektronîkê de têne bikar anîn. ;
Nifşa sêyemîn a materyalên nîvconductor ji hêla materyalên derketinê yên wekî karbîd silicon (SiC), galium nitride (GaN), oksîdê zinc (ZnO), almas (C), û nitride aluminium (AlN) ve têne temsîl kirin.
Silicon carbideji bo pêşkeftina pîşesaziya nîvconductor ya nifşa sêyemîn materyalek bingehîn a girîng e. Amûrên hêza karbîd a silicon bi berxwedana xweya voltaja bilind, berxwedana germahiya bilind, windabûna kêm û taybetmendiyên din dikarin bi bandorkerî, piçûkbûn û pêdiviyên sivik ên pergalên elektronîkî yên hêzê bi bandor bicîh bînin.
Ji ber taybetmendiyên wê yên laşî yên bilind: valahiya bandê ya bilind (girêdayî zeviya elektrîkê ya têkçûnek bilind û dendika hêza bilind), gihandina elektrîkê ya bilind, û gihandina germî ya bilind, tê çaverê kirin ku di pêşerojê de bibe materyalê bingehîn a herî berfireh ji bo çêkirina çîpên nîvconductor. . Bi taybetî di warên wesayîtên enerjiya nû, hilberîna elektrîkê ya fotovoltaîk, veguheztina hesinî, torên hişmend û qadên din de, xwedan avantajên eşkere ye.
Pêvajoya hilberîna SiC di sê gavên sereke de tê dabeş kirin: Mezinbûna yek krîstal a SiC, mezinbûna qata epîtaksial û çêkirina cîhazê, ku bi çar girêdanên sereke yên zincîra pîşesaziyê re têkildar in:substrate, epitaxy, cîhaz û modul.
Rêbaza sereke ya çêkirina substratan yekem car rêbaza sublimandina vaporê ya laşî bikar tîne da ku tozê di hawîrdorek valahiya germahiya bilind de bişewitîne, û krîstalên karbîdê silicon li ser rûyê krîstala tovê bi kontrolkirina zeviyek germahiyê ve mezin bike. Bi karanîna waferek karbîd a silicon wekî substrate, hilweşandina buhara kîmyewî tê bikar anîn da ku qatek yek krîstal li ser wafer were danîn da ku waferek epîtaksial çêbike. Di nav wan de, mezinbûna tebeqeya epîtaksial a karbîd a siliconê li ser bingehek karbîd a siliconê ya guhêrbar dikare bibe amûrên hêzê, ku bi giranî di wesayîtên elektrîkî, fotovoltaîk û qadên din de têne bikar anîn; mezinbûna qatek epîtaksîal a galium nitride li ser nîv-îzolasyoneksubstrate karbîd silicondikare bêtir di cîhazên frekansa radyoyê de were çêkirin, ku di ragihandina 5G û warên din de têne bikar anîn.
Heya nuha, substratên karbîd ên silicon di zincîra pîşesaziya karbîd a silicon de astengên teknîkî yên herî bilind in, û substratên karbîd ên silicon hilberîna herî dijwar in.
Kêşeya hilberîna SiC bi tevahî nehatiye çareser kirin, û kalîteya stûnên krîstal ên madeya xav ne aram e û pirsgirêkek berberiyê heye, ku dibe sedema lêçûna zêde ya amûrên SiC. Tenê 3 roj hewce dike ku maddeya silicon bibe darê krîstal mezin bibe, lê hefteyek ji bo darê krîstalê karbîd silicon digire. Kulîlkek krîstal a sîlîkonê ya gelemperî dikare 200 cm dirêj bibe, lê çîpek krîstal a silicon carbide tenê dikare 2 cm dirêj bibe. Digel vê yekê, SiC bi xwe materyalek hişk û zirav e, û waferên ku jê hatine çêkirin dema ku birîna fêkiyan a kevneşopî ya qutkirina mekanîkî bikar tînin, ku bandorê li hilber û pêbaweriya hilberê dike, meyla çîpkirina qiraxa ne. Substratên SiC ji çîpên sîlîkonê yên kevneşopî pir cûda ne, û ji alav, pêvajo, pêvajo heya birînê her tişt pêdivî ye ku were pêşve xistin da ku karbîdê silicon bigire.
Zincîra pîşesaziya silicon carbide bi gelemperî li çar girêdanên sereke têne dabeş kirin: substrate, epitaxy, amûr û serîlêdan. Materyalên substratê bingeha zincîra pîşesaziyê ne, materyalên epîtaksial mifteya çêkirina cîhazê ne, cîhaz bingeha zincîra pîşesaziyê ne, û serîlêdan hêza ajotinê ya pêşkeftina pîşesaziyê ne. Pîşesaziya jorîn madeyên xav bikar tîne da ku materyalên substratê bi rêgezên binavkirina vapora laşî û awayên din ve çêbike, û dûv re awayên depokirina buhara kîmyewî û rêbazên din bikar tîne da ku materyalên epitaxial mezin bike. Pîşesaziya navîn materyalên jorîn bikar tîne da ku amûrên frekansa radyoyê, cîhazên hêzê û amûrên din çêbike, ku di dawiyê de di danûstendinên 5G yên jêrîn de têne bikar anîn. , wesayitên elektrîkê, derbasbûna rêhesin, hwd. Di nav wan de, substrat û epîtaksî %60ê lêçûna zincîra pîşesaziyê ne û nirxa sereke ya zincîra pîşesaziyê ne.
Substrate SiC: Krîstalên SiC bi gelemperî bi rêbaza Lely têne çêkirin. Berhemên sereke yên navneteweyî ji 4 înç derbasî 6 înç dibin, û hilberên substratê yên 8-inç hatine pêşve xistin. Substratên navmalî bi gelemperî 4 inç in. Ji ber ku xetên hilberîna waferên siliconê yên 6-inç ên heyî dikarin werin nûve kirin û veguheztin da ku cîhazên SiC hilberînin, pişka bazarê ya mezin a substratên 6-inch SiC dê ji bo demek dirêj were domandin.
Pêvajoya substrata karbîd a silicon tevlihev û dijwar e ku were hilberandin. Substrata karbîd a silicon materyalek yek krîstal a nîvconduktorê tevlihev e ku ji du hêmanan pêk tê: karbon û silicon. Heya nuha, pîşesazî bi piranî toza karbonê ya paqij-paqijî û toza silicon-paqijiya bilind wekî madeyên xav bikar tîne da ku toza karbîd a silicon sentez bike. Di bin zeviyek germahiya taybetî de, rêbaza veguheztina buhara laşî ya gihîştî (rêbaza PVT) tê bikar anîn da ku karbîda silicon a bi pîvanên cihêreng di firna mezinbûna krîstal de mezin bibe. Çêleka krîstal di dawiyê de tê pêvajo kirin, jêkirin, zevî, paqijkirin, paqijkirin û gelek pêvajoyên din têne hilberandin da ku substratek karbîd a silicon were hilberandin.
Dema şandinê: Gulan-22-2024