প্রথম প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টর উপকরণগুলি ঐতিহ্যবাহী সিলিকন (Si) এবং জার্মেনিয়াম (Ge) দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়, যা ইন্টিগ্রেটেড সার্কিট তৈরির ভিত্তি। এগুলি কম-ভোল্টেজ, কম-ফ্রিকোয়েন্সি এবং কম-পাওয়ার ট্রানজিস্টর এবং ডিটেক্টরগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। 90% এরও বেশি সেমিকন্ডাক্টর পণ্য সিলিকন-ভিত্তিক উপকরণ দিয়ে তৈরি;
দ্বিতীয় প্রজন্মের অর্ধপরিবাহী উপকরণগুলি গ্যালিয়াম আর্সেনাইড (GaAs), ইন্ডিয়াম ফসফাইড (InP) এবং গ্যালিয়াম ফসফাইড (GaP) দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়। সিলিকন-ভিত্তিক ডিভাইসগুলির তুলনায়, এগুলির উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-গতির অপটোইলেকট্রনিক বৈশিষ্ট্য রয়েছে এবং অপটোইলেকট্রনিক্স এবং মাইক্রোইলেকট্রনিক্সের ক্ষেত্রে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। ;
তৃতীয় প্রজন্মের অর্ধপরিবাহী পদার্থগুলি সিলিকন কার্বাইড (SiC), গ্যালিয়াম নাইট্রাইড (GaN), জিঙ্ক অক্সাইড (ZnO), হীরা (C), এবং অ্যালুমিনিয়াম নাইট্রাইড (AlN) এর মতো উদীয়মান পদার্থ দ্বারা প্রতিনিধিত্ব করা হয়।
সিলিকন কার্বাইডতৃতীয় প্রজন্মের সেমিকন্ডাক্টর শিল্পের উন্নয়নের জন্য এটি একটি গুরুত্বপূর্ণ মৌলিক উপাদান। সিলিকন কার্বাইড পাওয়ার ডিভাইসগুলি তাদের চমৎকার উচ্চ-ভোল্টেজ প্রতিরোধ, উচ্চ তাপমাত্রা প্রতিরোধ, কম ক্ষতি এবং অন্যান্য বৈশিষ্ট্যের মাধ্যমে পাওয়ার ইলেকট্রনিক সিস্টেমের উচ্চ দক্ষতা, ক্ষুদ্রাকৃতিকরণ এবং হালকা ওজনের প্রয়োজনীয়তা কার্যকরভাবে পূরণ করতে পারে।
এর উচ্চতর ভৌত বৈশিষ্ট্যের কারণে: উচ্চ ব্যান্ড গ্যাপ (উচ্চ ভাঙ্গন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র এবং উচ্চ শক্তি ঘনত্বের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ), উচ্চ বৈদ্যুতিক পরিবাহিতা এবং উচ্চ তাপ পরিবাহিতা, ভবিষ্যতে এটি সেমিকন্ডাক্টর চিপ তৈরির জন্য সর্বাধিক ব্যবহৃত মৌলিক উপাদান হয়ে উঠবে বলে আশা করা হচ্ছে। বিশেষ করে নতুন শক্তি যানবাহন, ফটোভোলটাইক বিদ্যুৎ উৎপাদন, রেল পরিবহন, স্মার্ট গ্রিড এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে, এর সুস্পষ্ট সুবিধা রয়েছে।
SiC উৎপাদন প্রক্রিয়া তিনটি প্রধান ধাপে বিভক্ত: SiC একক স্ফটিক বৃদ্ধি, এপিট্যাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধি এবং ডিভাইস উৎপাদন, যা শিল্প শৃঙ্খলের চারটি প্রধান লিঙ্কের সাথে সঙ্গতিপূর্ণ:স্তর, এপিট্যাক্সি, ডিভাইস এবং মডিউল।
সাবস্ট্রেট তৈরির মূলধারার পদ্ধতিটি প্রথমে ভৌত বাষ্প পরমানন্দ পদ্ধতি ব্যবহার করে উচ্চ-তাপমাত্রার ভ্যাকুয়াম পরিবেশে পাউডারকে পরমানন্দ করা হয় এবং তাপমাত্রা ক্ষেত্রের নিয়ন্ত্রণের মাধ্যমে বীজ স্ফটিকের পৃষ্ঠে সিলিকন কার্বাইড স্ফটিক বৃদ্ধি করা হয়। সিলিকন কার্বাইড ওয়েফারকে সাবস্ট্রেট হিসাবে ব্যবহার করে, রাসায়নিক বাষ্প জমা করে ওয়েফারে একক স্ফটিকের একটি স্তর জমা করে একটি এপিট্যাক্সিয়াল ওয়েফার তৈরি করা হয়। এর মধ্যে, একটি পরিবাহী সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটে একটি সিলিকন কার্বাইড এপিট্যাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধি করে পাওয়ার ডিভাইস তৈরি করা যেতে পারে, যা মূলত বৈদ্যুতিক যানবাহন, ফটোভোলটাইক এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়; একটি আধা-অন্তরক উপর একটি গ্যালিয়াম নাইট্রাইড এপিট্যাক্সিয়াল স্তর বৃদ্ধি করাসিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটআরও রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি ডিভাইসে তৈরি করা যেতে পারে, যা 5G যোগাযোগ এবং অন্যান্য ক্ষেত্রে ব্যবহৃত হয়।
আপাতত, সিলিকন কার্বাইড শিল্প শৃঙ্খলে সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটগুলির প্রযুক্তিগত বাধা সবচেয়ে বেশি এবং সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটগুলি উৎপাদন করা সবচেয়ে কঠিন।
SiC এর উৎপাদন বাধা সম্পূর্ণরূপে সমাধান করা হয়নি, এবং কাঁচামালের স্ফটিক স্তম্ভের গুণমান অস্থির এবং ফলন সমস্যা রয়েছে, যার ফলে SiC ডিভাইসের উচ্চ মূল্য বৃদ্ধি পায়। সিলিকন উপাদান থেকে স্ফটিক রডে পরিণত হতে গড়ে মাত্র 3 দিন সময় লাগে, কিন্তু একটি সিলিকন কার্বাইড স্ফটিক রডের জন্য এক সপ্তাহ সময় লাগে। একটি সাধারণ সিলিকন স্ফটিক রড 200 সেমি লম্বা হতে পারে, কিন্তু একটি সিলিকন কার্বাইড স্ফটিক রড মাত্র 2 সেমি লম্বা হতে পারে। তাছাড়া, SiC নিজেই একটি শক্ত এবং ভঙ্গুর উপাদান, এবং ঐতিহ্যবাহী যান্ত্রিক কাটিং ওয়েফার ডাইসিং ব্যবহার করার সময় এটি দিয়ে তৈরি ওয়েফারগুলি প্রান্ত চিপিংয়ের ঝুঁকিতে থাকে, যা পণ্যের ফলন এবং নির্ভরযোগ্যতাকে প্রভাবিত করে। SiC সাবস্ট্রেটগুলি ঐতিহ্যবাহী সিলিকন ইনগট থেকে খুব আলাদা, এবং সিলিকন কার্বাইড পরিচালনা করার জন্য সরঞ্জাম, প্রক্রিয়া, প্রক্রিয়াজাতকরণ থেকে শুরু করে কাটা পর্যন্ত সবকিছুই তৈরি করতে হবে।
সিলিকন কার্বাইড শিল্প শৃঙ্খল প্রধানত চারটি প্রধান লিঙ্কে বিভক্ত: সাবস্ট্রেট, এপিট্যাক্সি, ডিভাইস এবং অ্যাপ্লিকেশন। সাবস্ট্রেট উপকরণ হল শিল্প শৃঙ্খলের ভিত্তি, এপিট্যাক্সিয়াল উপকরণ হল ডিভাইস তৈরির মূল চাবিকাঠি, ডিভাইস হল শিল্প শৃঙ্খলের মূল অংশ, এবং অ্যাপ্লিকেশন হল শিল্প উন্নয়নের চালিকা শক্তি। আপস্ট্রিম শিল্প ভৌত বাষ্প পরমানন্দ পদ্ধতি এবং অন্যান্য পদ্ধতির মাধ্যমে সাবস্ট্রেট উপকরণ তৈরির জন্য কাঁচামাল ব্যবহার করে এবং তারপর এপিট্যাক্সিয়াল উপকরণ বৃদ্ধির জন্য রাসায়নিক বাষ্প জমা পদ্ধতি এবং অন্যান্য পদ্ধতি ব্যবহার করে। মিডস্ট্রিম শিল্প রেডিও ফ্রিকোয়েন্সি ডিভাইস, পাওয়ার ডিভাইস এবং অন্যান্য ডিভাইস তৈরির জন্য আপস্ট্রিম উপকরণ ব্যবহার করে, যা শেষ পর্যন্ত ডাউনস্ট্রিম 5G যোগাযোগে ব্যবহৃত হয়। , বৈদ্যুতিক যানবাহন, রেল ট্রানজিট ইত্যাদি। এর মধ্যে, সাবস্ট্রেট এবং এপিট্যাক্সি শিল্প শৃঙ্খলের খরচের 60% এর জন্য দায়ী এবং শিল্প শৃঙ্খলের প্রধান মূল্য।
SiC সাবস্ট্রেট: SiC স্ফটিকগুলি সাধারণত লেলি পদ্ধতি ব্যবহার করে তৈরি করা হয়। আন্তর্জাতিক মূলধারার পণ্যগুলি 4 ইঞ্চি থেকে 6 ইঞ্চিতে রূপান্তরিত হচ্ছে এবং 8-ইঞ্চি পরিবাহী সাবস্ট্রেট পণ্যগুলি তৈরি করা হয়েছে। দেশীয় সাবস্ট্রেটগুলি মূলত 4 ইঞ্চি। যেহেতু বিদ্যমান 6-ইঞ্চি সিলিকন ওয়েফার উৎপাদন লাইনগুলিকে SiC ডিভাইস তৈরিতে আপগ্রেড এবং রূপান্তর করা যেতে পারে, তাই 6-ইঞ্চি SiC সাবস্ট্রেটের উচ্চ বাজার অংশীদারিত্ব দীর্ঘ সময়ের জন্য বজায় থাকবে।
সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেট প্রক্রিয়া জটিল এবং উৎপাদন করা কঠিন। সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেট হল একটি যৌগিক অর্ধপরিবাহী একক স্ফটিক উপাদান যা দুটি উপাদানের সমন্বয়ে গঠিত: কার্বন এবং সিলিকন। বর্তমানে, শিল্পটি প্রধানত সিলিকন কার্বাইড পাউডার সংশ্লেষণের জন্য কাঁচামাল হিসাবে উচ্চ-বিশুদ্ধতা কার্বন পাউডার এবং উচ্চ-বিশুদ্ধতা সিলিকন পাউডার ব্যবহার করে। একটি বিশেষ তাপমাত্রা ক্ষেত্রের অধীনে, একটি স্ফটিক বৃদ্ধির চুল্লিতে বিভিন্ন আকারের সিলিকন কার্বাইড বৃদ্ধি করতে পরিপক্ক ভৌত বাষ্প সংক্রমণ পদ্ধতি (PVT পদ্ধতি) ব্যবহার করা হয়। স্ফটিকের ইনগটটি অবশেষে প্রক্রিয়াজাত করা হয়, কাটা হয়, গ্রাউন্ড করা হয়, পালিশ করা হয়, পরিষ্কার করা হয় এবং অন্যান্য একাধিক প্রক্রিয়ায় একটি সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেট তৈরি করা হয়।
পোস্টের সময়: মে-২২-২০২৪