Yarimo'tkazgich materiallarining birinchi avlodi an'anaviy kremniy (Si) va germaniy (Ge) bilan ifodalanadi, ular integral mikrosxemalar ishlab chiqarish uchun asosdir. Ular past kuchlanishli, past chastotali va past quvvatli tranzistorlar va detektorlarda keng qo'llaniladi. Yarimo'tkazgich mahsulotlarining 90% dan ortig'i kremniy asosidagi materiallardan tayyorlangan;
Ikkinchi avlod yarimo'tkazgich materiallari galliy arsenid (GaAs), indiy fosfidi (InP) va galiy fosfidi (GaP) bilan ifodalanadi. Kremniy asosidagi qurilmalar bilan solishtirganda, ular yuqori chastotali va yuqori tezlikli optoelektronik xususiyatlarga ega va optoelektronika va mikroelektronika sohalarida keng qo'llaniladi. ;
Yarimo'tkazgich materiallarining uchinchi avlodi silikon karbid (SiC), galliy nitridi (GaN), rux oksidi (ZnO), olmos (C) va alyuminiy nitridi (AlN) kabi paydo bo'ladigan materiallar bilan ifodalanadi.
Silikon karbiduchinchi avlod yarimo'tkazgich sanoatini rivojlantirish uchun muhim asosiy materialdir. Silikon karbidli quvvat qurilmalari yuqori kuchlanishli qarshilik, yuqori haroratga chidamlilik, past yo'qotish va boshqa xususiyatlar bilan energiya elektron tizimlarining yuqori samaradorligi, miniatyurasi va engil talablariga samarali javob berishi mumkin.
Uning yuqori jismoniy xususiyatlari tufayli: yuqori tarmoqli bo'shlig'i (yuqori parchalanish elektr maydoni va yuqori quvvat zichligiga mos keladi), yuqori elektr o'tkazuvchanligi va yuqori issiqlik o'tkazuvchanligi, kelajakda yarimo'tkazgich chiplarini ishlab chiqarish uchun eng keng tarqalgan asosiy material bo'lishi kutilmoqda. . Ayniqsa, yangi energiya vositalari, fotovoltaik energiya ishlab chiqarish, temir yo'l tranziti, aqlli tarmoqlar va boshqa sohalarda aniq afzalliklarga ega.
SiC ishlab chiqarish jarayoni uchta asosiy bosqichga bo'linadi: SiC yagona kristalli o'sishi, epitaksial qatlam o'sishi va sanoat zanjirining to'rtta asosiy bo'g'iniga mos keladigan qurilma ishlab chiqarish:substrat, epitaksiya, qurilmalar va modullar.
Substratlarni ishlab chiqarishning asosiy usuli birinchi navbatda yuqori haroratli vakuum muhitida changni sublimatsiya qilish va harorat maydonini nazorat qilish orqali urug 'kristalining yuzasida silikon karbid kristallarini o'stirish uchun jismoniy bug 'sublimatsiya usulidan foydalanadi. Substrat sifatida silikon karbid gofretidan foydalangan holda, kimyoviy bug 'birikishi epitaksial gofret hosil qilish uchun gofretga bitta kristall qatlamini joylashtirish uchun ishlatiladi. Ular orasida silikon karbid epitaksial qatlamini Supero'tkazuvchilar silikon karbid substratida o'stirish asosan elektr transport vositalarida, fotovoltaiklarda va boshqa sohalarda qo'llaniladigan quvvat qurilmalariga aylantirilishi mumkin; yarim izolyatorda galiy nitridi epitaksial qatlamini o'stirishsilikon karbid substrat5G aloqasi va boshqa sohalarda qo'llaniladigan radiochastota qurilmalariga aylantirilishi mumkin.
Hozirda silikon karbidli substratlar silikon karbid sanoat zanjirida eng yuqori texnik to'siqlarga ega va silikon karbid substratlari ishlab chiqarishda eng qiyin hisoblanadi.
SiC ishlab chiqarish muammosi to'liq hal etilmagan va xom ashyo kristalli ustunlarining sifati beqaror va SiC qurilmalarining yuqori narxiga olib keladigan hosildorlik muammosi mavjud. Kremniy materialining kristall tayoqchaga aylanishi uchun o'rtacha 3 kun kerak bo'ladi, ammo kremniy karbid kristalli novda uchun bir hafta kerak bo'ladi. Umumiy kremniy kristalli novda uzunligi 200 sm bo'lishi mumkin, ammo kremniy karbid kristalli novda faqat 2 sm uzunlikda o'sishi mumkin. Bundan tashqari, SiC ning o'zi qattiq va mo'rt material bo'lib, undan tayyorlangan gofretlar an'anaviy mexanik kesish gofretlarini kesishdan foydalanganda qirrasi parchalanishiga moyil bo'lib, bu mahsulot unumdorligi va ishonchliligiga ta'sir qiladi. SiC substratlari an'anaviy kremniy ingotlaridan juda farq qiladi va kremniy karbidini qayta ishlash uchun asbob-uskunalar, jarayonlar, ishlov berishdan tortib kesishgacha bo'lgan hamma narsani ishlab chiqish kerak.
Silikon karbid sanoat zanjiri asosan to'rtta asosiy bo'g'inga bo'linadi: substrat, epitaksiya, qurilmalar va ilovalar. Substrat materiallari sanoat zanjirining asosi, epitaksial materiallar qurilma ishlab chiqarish uchun kalit, qurilmalar sanoat zanjirining yadrosi va ilovalar sanoat rivojlanishining harakatlantiruvchi kuchi hisoblanadi. Yuqori oqim sanoati fizik bug 'sublimatsiya usullari va boshqa usullar orqali substrat materiallarini tayyorlash uchun xom ashyolardan foydalanadi, so'ngra epitaksial materiallarni etishtirish uchun kimyoviy bug'larni joylashtirish usullari va boshqa usullardan foydalanadi. O'rta oqim sanoati yuqori oqim materiallaridan radiochastota qurilmalari, quvvat qurilmalari va boshqa qurilmalarni ishlab chiqarish uchun foydalanadi, ular oxir-oqibat 5G aloqalarida qo'llaniladi. , elektr transport vositalari, temir yo'l tranziti va boshqalar Ular orasida substrat va epitaksiya sanoat zanjiri narxining 60% ni tashkil qiladi va sanoat zanjirining asosiy qiymati hisoblanadi.
SiC substrati: SiC kristallari odatda Lely usuli yordamida ishlab chiqariladi. Xalqaro asosiy mahsulotlar 4 dyuymdan 6 dyuymga o'tmoqda va 8 dyuymli Supero'tkazuvchilar substrat mahsulotlari ishlab chiqildi. Mahalliy substratlar asosan 4 dyuymni tashkil qiladi. Mavjud 6 dyuymli silikon gofret ishlab chiqarish liniyalari SiC qurilmalarini ishlab chiqarish uchun yangilanishi va o'zgartirilishi mumkinligi sababli, 6 dyuymli SiC substratlarining yuqori bozor ulushi uzoq vaqt davomida saqlanib qoladi.
Silikon karbid substrat jarayoni murakkab va ishlab chiqarish qiyin. Silikon karbid substrati ikki elementdan tashkil topgan aralash yarimo'tkazgichli monokristalli materialdir: uglerod va kremniy. Hozirgi vaqtda sanoat asosan silikon karbid kukunini sintez qilish uchun xom ashyo sifatida yuqori toza uglerod kukuni va yuqori toza kremniy kukunidan foydalanadi. Maxsus harorat maydoni ostida, etuk jismoniy bug 'o'tkazish usuli (PVT usuli) kristall o'sadigan pechda turli o'lchamdagi silikon karbidni etishtirish uchun ishlatiladi. Kristal ingot nihoyat qayta ishlanadi, kesiladi, maydalanadi, sayqallanadi, tozalanadi va kremniy karbid substratini ishlab chiqarish uchun boshqa bir nechta jarayonlar amalga oshiriladi.
Xabar vaqti: 22-may-2024-yil