Жарым өткөргүч материалдардын биринчи мууну интегралдык микросхемаларды өндүрүү үчүн негиз болгон салттуу кремний (Si) жана германий (Ge) менен берилген. Алар төмөнкү вольттуу, төмөнкү жыштыктагы жана аз кубаттуу транзисторлордо жана детекторлордо кеңири колдонулат. Жарым өткөргүч буюмдардын 90% дан ашыгы кремний негизиндеги материалдардан жасалган;
Экинчи муундагы жарым өткөргүч материалдар галлий арсениди (GaAs), индий фосфиди (InP) жана галий фосфиди (GaP) менен берилген. Кремний негизиндеги приборлор менен салыштырганда алар жогорку жыштыктагы жана жогорку ылдамдыктагы оптоэлектрондук касиеттерге ээ жана оптоэлектроника жана микроэлектроника тармактарында кеңири колдонулат. ;
Жарым өткөргүч материалдардын үчүнчү мууну кремний карбиди (SiC), галлий нитриди (GaN), цинк оксиди (ZnO), алмаз (C) жана алюминий нитриди (AlN) сыяктуу өнүгүп келе жаткан материалдар менен берилген.
Кремний карбидиүчүнчү муундагы жарым өткөргүч өнөр жайын өнүктүрүү үчүн маанилүү негизги материал болуп саналат. Кремний карбид электр аппараттары натыйжалуу жогорку натыйжалуулугун, кичирейтүү жана электр электрондук системалардын жеңил талаптарга жооп бере алат, алардын мыкты жогорку чыңалуу каршылык, жогорку температура каршылык, аз жоготуу жана башка касиеттери.
Анын физикалык касиеттери жогору болгондуктан: жогорку тилкелүү боштук (жогорку бузулуу электр талаасына жана жогорку кубаттуулук тыгыздыгына туура келет), жогорку электр өткөрүмдүүлүк жана жогорку жылуулук өткөрүмдүүлүк, келечекте жарым өткөргүч микросхемаларды жасоо үчүн эң кеңири колдонулган негизги материал болуп калышы күтүлүүдө. . Айрыкча, жаңы энергетикалык унаалар, фотоэлектрдик электр энергиясын өндүрүү, темир жол транзити, акылдуу тармактар жана башка тармактарда ачык артыкчылыктарга ээ.
SiC өндүрүш процесси үч негизги кадамга бөлүнөт: SiC монокристаллынын өсүшү, эпитаксиалдык катмардын өсүшү жана өнөр жай чынжырынын төрт негизги звеносуна туура келген аппаратты өндүрүү:субстрат, эпитаксия, түзмөктөр жана модулдар.
Субстраттарды өндүрүүнүн негизги ыкмасы адегенде жогорку температурадагы вакуумдук чөйрөдө порошокту сублимациялоо үчүн физикалык буу сублимациялоо ыкмасын колдонот жана температура талаасын көзөмөлдөө аркылуу үрөн кристаллынын бетинде кремний карбидинин кристаллдарын өстүрөт. Субстрат катары кремний карбид пластинасын колдонуу менен, химиялык буу туташтыруу эпитаксиалдык пластинаны түзүү үчүн пластинкага монокристаллдын катмарын салуу үчүн колдонулат. Алардын ичинен кремний карбидинин эпитаксиалдык катмарын өткөргүч кремний карбидинин субстратында өстүрүү, негизинен, электр унааларында, фотоэлектрдик жана башка тармактарда колдонулуучу күч түзүлүштөрүнө жасалышы мүмкүн; жарым изоляцияда галлий нитридинин эпитаксиалдык катмарын өстүрүүкремний карбид субстратандан ары 5G байланышында жана башка тармактарда колдонулган радио жыштык түзүлүштөрүн жасоого болот.
Азырынча кремний карбидинин субстраттары кремний карбидинин өнөр жай чынжырында эң жогорку техникалык тоскоолдуктарга ээ, ал эми кремний карбидинин субстраттары өндүрүш үчүн эң кыйын.
SiC өндүрүшүндөгү кыйынчылык толук чечиле элек, ал эми чийки заттын кристалл мамыларынын сапаты туруксуз жана түшүмдүүлүк маселеси бар, бул SiC аппараттарынын кымбаттыгына алып келет. Кремний материалынан кристалл таякчага айланышы үчүн орто эсеп менен 3 күн гана талап кылынат, ал эми кремний карбидинин кристалл таякчасы үчүн бир жума талап кылынат. Жалпы кремний кристалл таякчасынын узундугу 200 см, ал эми кремний карбидинин кристалл таякчасы 2 см гана өсө алат. Мындан тышкары, SiC өзү катуу жана морт материал болуп саналат жана андан жасалган пластиналар салттуу механикалык кесүүчү пластиналарды кесүү учурунда четтери чирип кетүүгө жакын, бул продукттун түшүмдүүлүгүнө жана ишенимдүүлүгүнө таасирин тийгизет. SiC субстраттары салттуу кремний куймаларынан абдан айырмаланып турат жана кремний карбидин иштетүү үчүн жабдуулардан, процесстерден, иштетүүдөн баштап кесүүгө чейин бардыгын иштеп чыгуу керек.
Кремний карбидинин өнөр жай чынжырчасы негизинен төрт негизги звеного бөлүнөт: субстрат, эпитакс, аппараттар жана колдонмолор. Субстраттык материалдар өнөр жай чынжырынын негизи болуп саналат, эпитаксиалдык материалдар аппаратты өндүрүүнүн ачкычы болуп саналат, приборлор өнөр чынжырынын өзөгү болуп саналат, ал эми колдонмолор өнөр жайды өнүктүрүү үчүн кыймылдаткыч күч болуп саналат. Агымдагы өнөр жайы физикалык бууларды сублимациялоо ыкмалары жана башка ыкмалар аркылуу субстрат материалдарын жасоо үчүн чийки заттарды колдонот, андан кийин эпитаксиалдык материалдарды өстүрүү үчүн химиялык буу коюу ыкмаларын жана башка ыкмаларды колдонот. Орто агымдагы өнөр жай жогорку агымдагы материалдарды радио жыштык түзүлүштөрүн, электр түзүлүштөрүн жана башка түзүлүштөрдү жасоо үчүн колдонот, алар акыр аягында 5G байланышында колдонулат. , электромобилдер, темир жол транзити, ж.б.. Алардын ичинен субстрат жана эпитаксия өнөр жай чынжырынын наркынын 60% түзөт жана тармактык чынжырдын негизги наркы болуп саналат.
SiC субстрат: SiC кристаллдары, адатта, Lely ыкмасын колдонуу менен өндүрүлгөн. Эл аралык негизги өнүмдөр 4 дюймдан 6 дюймга өтүүдө жана 8 дюймдук өткөргүч субстрат азыктары иштелип чыккан. Үй субстраттары негизинен 4 дюймду түзөт. Учурдагы 6 дюймдук кремний пластинасынын өндүрүштүк линиялары SiC шаймандарын өндүрүү үчүн жаңыртылып, өзгөртүлүшү мүмкүн болгондуктан, 6 дюймдук SiC субстраттарынын жогорку рыноктук үлүшү узак убакыт бою сакталат.
Кремний карбидинин субстрат процесси татаал жана аны өндүрүү кыйын. Кремний карбид субстраты эки элементтен турган татаал жарым өткөргүчтүү бир кристаллдык материал: көмүртек жана кремний. Азыркы учурда, өнөр жай, негизинен, кремний карбид порошок синтездөө үчүн чийки зат катары жогорку таза көмүр порошок жана жогорку таза кремний порошок колдонот. Атайын температура талаасында, бышып жетилген физикалык буу өткөрүү ыкмасы (PVT ыкмасы) кристалл өсүү мешинде ар кандай өлчөмдөгү кремний карбидин өстүрүү үчүн колдонулат. Кристалл куймасы акыры кайра иштетилет, кесилип, майдаланат, жылмаланат, тазаланат жана кремний карбидинин субстратын өндүрүү үчүн башка бир нече процесстер жүргүзүлөт.
Посттун убактысы: 22-май-2024