පළමු පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් (Si) සහ ජර්මේනියම් (Ge) මගින් නිරූපණය කෙරේ, ඒවා ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනය සඳහා පදනම වේ. ඒවා අඩු වෝල්ටීයතා, අඩු සංඛ්‍යාත සහ අඩු බල ට්‍රාන්සිස්ටර සහ අනාවරක වල බහුලව භාවිතා වේ. අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනවලින් 90% කට වඩා සිලිකන් පාදක ද්රව්ය වලින් සාදා ඇත;
දෙවන පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය නියෝජනය වන්නේ ගැලියම් ආසනයිඩ් (GaAs), ඉන්ඩියම් පොස්පයිඩ් (InP) සහ ගැලියම් ෆොස්ෆයිඩ් (GaP) මගිනි. සිලිකන් පාදක උපාංග සමඟ සසඳන විට, ඒවාට අධි-සංඛ්‍යාත සහ අධිවේගී දෘෂ්ටි ඉලෙක්ට්‍රොනික ගුණ ඇති අතර ඒවා දෘශ්‍ය ඉලෙක්ට්‍රොනික් සහ ක්ෂුද්‍ර ඉලෙක්ට්‍රොනික් ක්ෂේත්‍රවල බහුලව භාවිතා වේ. ;
තෙවන පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය නියෝජනය වන්නේ සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC), ගැලියම් නයිට්රයිඩ් (GaN), සින්ක් ඔක්සයිඩ් (ZnO), දියමන්ති (C) සහ ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් (AlN) වැනි නැගී එන ද්රව්ය මගිනි.
සිලිකන් කාබයිඩ්තුන්වන පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ සංවර්ධනය සඳහා වැදගත් මූලික ද්රව්යයකි. සිලිකන් කාබයිඩ් බල උපාංගවලට ඒවායේ විශිෂ්ට අධි-වෝල්ටීයතා ප්‍රතිරෝධය, ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්‍රතිරෝධය, අඩු පාඩු සහ අනෙකුත් ගුණාංග සහිත බලශක්ති ඉලෙක්ට්‍රොනික පද්ධතිවල ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, කුඩාකරණය සහ සැහැල්ලු අවශ්‍යතා ඵලදායී ලෙස සපුරාලිය හැකිය.
එහි උසස් භෞතික ගුණාංග නිසා: ඉහළ කලාප පරතරය (ඉහළ බිඳවැටීම් විද්යුත් ක්ෂේත්රය සහ ඉහළ බල ඝනත්වයට අනුරූප), ඉහළ විද්යුත් සන්නායකතාවය සහ ඉහළ තාප සන්නායකතාවය, අනාගතයේ දී අර්ධ සන්නායක චිප් සෑදීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන මූලික ද්රව්ය බවට පත්වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. . විශේෂයෙන්ම නව බලශක්ති වාහන, ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා බල උත්පාදනය, දුම්රිය ගමනාගමනය, ස්මාර්ට් ජාල සහ වෙනත් ක්ෂේත්‍රවල එය පැහැදිලි වාසි ඇත.
SiC නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය ප්රධාන පියවර තුනකට බෙදා ඇත: SiC තනි ස්ඵටික වර්ධනය, epitaxial ස්ථර වර්ධනය සහ කාර්මික දාමයේ ප්රධාන සබැඳි හතරට අනුරූප වන උපාංග නිෂ්පාදනය:උපස්ථරය, epitaxy, උපාංග සහ මොඩියුල.
උපස්ථර නිෂ්පාදනය කිරීමේ ප්රධාන ධාරාවේ ක්රමය ප්‍රථමයෙන් ඉහළ උෂ්ණත්ව රික්ත පරිසරයක් තුළ කුඩු උද්දීපනය කිරීමට භෞතික වාෂ්ප උත්ප්‍රේරක ක්රමය භාවිතා කරයි, සහ උෂ්ණත්ව ක්ෂේත්‍රයක් පාලනය කිරීම හරහා බීජ ස්ඵටිකයේ මතුපිට සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික වර්ධනය කරයි. උපස්ථරයක් ලෙස සිලිකන් කාබයිඩ් වේෆරයක් භාවිතා කරමින්, රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම, එපිටාක්සියල් වේෆරයක් සෑදීම සඳහා වේෆරය මත තනි ස්ඵටික තට්ටුවක් තැන්පත් කිරීමට භාවිතා කරයි. ඒවා අතර, සන්නායක සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරයක් මත සිලිකන් කාබයිඩ් epitaxial ස්ථරයක් වැඩීම බල උපාංග බවට පත් කළ හැකිය, ඒවා ප්රධාන වශයෙන් විද්යුත් වාහන, ප්‍රකාශ වෝල්ටීයතා සහ වෙනත් ක්ෂේත්‍රවල භාවිතා වේ; අර්ධ පරිවාරකයක් මත ගැලියම් නයිට්රයිඩ් එපිටාක්සියල් ස්ථරයක් වැඩීමසිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරය5G සන්නිවේදන සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්‍රවල භාවිතා කරන රේඩියෝ සංඛ්‍යාත උපාංග බවට තවදුරටත් සෑදිය හැක.
දැනට, සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරවලට සිලිකන් කාබයිඩ් කර්මාන්ත දාමයේ ඉහළම තාක්ෂණික බාධක ඇති අතර සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථර නිපදවීමට වඩාත්ම දුෂ්කර වේ.
SiC හි නිෂ්පාදන බාධකය සම්පූර්ණයෙන් විසඳා නොමැති අතර, අමුද්‍රව්‍ය ස්ඵටික කුළුණුවල ගුණාත්මක භාවය අස්ථායී වන අතර අස්වැන්න පිළිබඳ ගැටළුවක් පවතී, එය SiC උපාංගවල අධික පිරිවැයට හේතු වේ. සිලිකන් ද්රව්ය පළිඟු දණ්ඩක් දක්වා වර්ධනය වීමට සාමාන්යයෙන් ගත වන්නේ දින 3ක් පමණි, නමුත් සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික දණ්ඩක් සඳහා සතියක් ගතවේ. සාමාන්‍ය සිලිකන් ස්ඵටික දණ්ඩක් සෙන්ටිමීටර 200ක් දිගට වැඩිය හැකි නමුත් සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික දණ්ඩකට වර්ධනය විය හැක්කේ සෙන්ටිමීටර 2ක් පමණි. තවද, SiC යනු දෘඩ හා බිඳෙන සුළු ද්‍රව්‍යයක් වන අතර, එයින් සාදන ලද වේෆර් සාම්ප්‍රදායික යාන්ත්‍රික කැපුම් වේෆර් ඩයිසිං භාවිතා කරන විට දාර චිපින් වලට ගොදුරු වේ, එය නිෂ්පාදන අස්වැන්නට සහ විශ්වසනීයත්වයට බලපායි. SiC උපස්ථර සාම්ප්‍රදායික සිලිකන් ඉන්ගෝට් වලට වඩා බෙහෙවින් වෙනස් වන අතර සිලිකන් කාබයිඩ් හැසිරවීමට උපකරණ, ක්‍රියාවලි, සැකසීමේ සිට කැපීම දක්වා සෑම දෙයක්ම සංවර්ධනය කළ යුතුය.
සිලිකන් කාබයිඩ් කර්මාන්ත දාමය ප්රධාන වශයෙන් ප්රධාන සබැඳි හතරකට බෙදා ඇත: උපස්ථරය, එපිටැක්සි, උපාංග සහ යෙදුම්. උපස්ථර ද්රව්ය කර්මාන්ත දාමයේ අත්තිවාරම වේ, උපාංග නිෂ්පාදනය සඳහා එපිටාක්සියල් ද්රව්ය යතුර වේ, උපාංග කර්මාන්ත දාමයේ හරය වන අතර යෙදුම් කාර්මික සංවර්ධනය සඳහා ගාමක බලවේගය වේ. උඩුගං කර්මාන්තය භෞතික වාෂ්ප උත්ප්‍රේරක ක්‍රම සහ වෙනත් ක්‍රම හරහා උපස්ථර ද්රව්ය සෑදීමට අමුද්‍රව්‍ය භාවිතා කරයි, පසුව එපිටාක්සියල් ද්රව්ය වර්ධනය කිරීම සඳහා රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ ක්‍රම සහ වෙනත් ක්‍රම භාවිතා කරයි. මධ්‍ය ප්‍රවාහ කර්මාන්තය රේඩියෝ සංඛ්‍යාත උපාංග, බල උපාංග සහ අනෙකුත් උපාංග සෑදීම සඳහා උඩුගං ද්රව්ය භාවිතා කරයි, ඒවා අවසානයේ පහළ 5G සන්නිවේදනයේ භාවිතා වේ. , විද්යුත් වාහන, දුම්රිය ගමනාගමනය යනාදී ඒවා අතර උපස්ථරය සහ epitaxy කර්මාන්ත දාමයේ පිරිවැයෙන් 60% ක් වන අතර කර්මාන්ත දාමයේ ප්රධාන වටිනාකම වේ.
SiC උපස්ථරය: SiC ස්ඵටික සාමාන්යයෙන් Lely ක්රමය භාවිතයෙන් නිෂ්පාදනය කෙරේ. ජාත්‍යන්තර ප්රධාන ධාරාවේ නිෂ්පාදන අඟල් 4 සිට අඟල් 6 දක්වා සංක්‍රමණය වෙමින් පවතින අතර අඟල් 8 සන්නායක උපස්ථර නිෂ්පාදන සංවර්ධනය කර ඇත. ගෘහස්ථ උපස්ථර ප්රධාන වශයෙන් අඟල් 4 කි. දැනට පවතින අඟල් 6 සිලිකන් වේෆර් නිෂ්පාදන මාර්ග වැඩිදියුණු කර SiC උපාංග නිෂ්පාදනය කිරීමට පරිවර්තනය කළ හැකි බැවින්, අඟල් 6 SiC උපස්ථරවල ඉහළ වෙළඳපල කොටස දිගු කාලයක් පවත්වා ගෙන යනු ඇත.
සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථර ක්රියාවලිය සංකීර්ණ හා නිෂ්පාදනය කිරීමට අපහසු වේ. සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරය යනු කාබන් සහ සිලිකන් යන මූලද්‍රව්‍ය දෙකකින් සමන්විත සංයෝග අර්ධ සන්නායක තනි ස්ඵටික ද්රව්යයකි. වර්තමානයේ, කර්මාන්තය ප්රධාන වශයෙන් සිලිකන් කාබයිඩ් කුඩු සංස්ලේෂණය කිරීම සඳහා අමුද්‍රව්‍ය ලෙස ඉහළ සංශුද්ධතාවයෙන් යුත් කාබන් කුඩු සහ ඉහළ සංශුද්ධතාවයකින් යුත් සිලිකන් කුඩු භාවිතා කරයි. විශේෂ උෂ්ණත්ව ක්ෂේත්‍රයක් යටතේ, පරිණත භෞතික වාෂ්ප සම්ප්‍රේෂණ ක්රමය (PVT ක්රමය) ස්ඵටික වර්ධන උදුනක විවිධ ප්‍රමාණයේ සිලිකන් කාබයිඩ් වගා කිරීමට යොදා ගනී. සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරයක් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා ස්ඵටික ඉන්ගෝට් අවසානයේ සකසන ලද, කපා, බිම, ඔප දැමූ, පිරිසිදු කරන ලද සහ අනෙකුත් බහු ක්‍රියාවලි සිදු කරයි.
පසු කාලය: මැයි-22-2024