សម្ភារៈស៊ីមីកុងដុកទ័រជំនាន់ទីមួយត្រូវបានតំណាងដោយស៊ីលីកុន (Si) និងហ្សឺម៉ាញ៉ូម (Ge) បែបប្រពៃណី ដែលជាមូលដ្ឋានសម្រាប់ការផលិតសៀគ្វីរួម។ ពួកវាត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងត្រង់ស៊ីស្ទ័រ និងឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាវ៉ុលទាប ប្រេកង់ទាប និងថាមពលទាប។ ផលិតផលស៊ីមីកុងដុកទ័រជាង 90% ត្រូវបានផលិតពីសម្ភារៈដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន។
សម្ភារៈអេឡិចត្រូនិកជំនាន់ទីពីរត្រូវបានតំណាងដោយហ្គាលីញ៉ូមអាសេនីត (GaAs) អ៊ីនដ្យូមផូស្វ័រ (InP) និងហ្គាលីញ៉ូមផូស្វ័រ (GaP)។ បើធៀបនឹងឧបករណ៍ដែលមានមូលដ្ឋានលើស៊ីលីកុន ពួកវាមានលក្ខណៈសម្បត្តិអុបតូអេឡិចត្រូនិចប្រេកង់ខ្ពស់ និងល្បឿនលឿន ហើយត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយក្នុងវិស័យអុបតូអេឡិចត្រូនិច និងមីក្រូអេឡិចត្រូនិច។
សម្ភារៈស៊ីមីកុងដុកទ័រជំនាន់ទីបី ត្រូវបានតំណាងដោយសម្ភារៈថ្មីៗដូចជា ស៊ីលីកុនកាប៊ីដ (SiC) ហ្គាលីញ៉ូមនីទ្រីត (GaN) ស័ង្កសីអុកស៊ីដ (ZnO) ពេជ្រ (C) និងអាលុយមីញ៉ូមនីទ្រីត (AlN)។
ស៊ីលីកុនកាបៃគឺជាសម្ភារៈមូលដ្ឋានដ៏សំខាន់មួយសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រជំនាន់ទីបី។ ឧបករណ៍ថាមពលស៊ីលីកុនកាបៃអាចបំពេញតម្រូវការប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់ ការបង្រួមទំហំ និងទម្ងន់ស្រាលនៃប្រព័ន្ធអេឡិចត្រូនិចថាមពលជាមួយនឹងភាពធន់នឹងវ៉ុលខ្ពស់ដ៏ល្អឥតខ្ចោះ ភាពធន់នឹងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ការខាតបង់ទាប និងលក្ខណៈសម្បត្តិផ្សេងៗទៀត។
ដោយសារតែលក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្តដ៏ល្អឥតខ្ចោះរបស់វា៖ គម្លាតក្រុមខ្ពស់ (ដែលត្រូវគ្នានឹងដែនអគ្គិសនីបំបែកខ្ពស់ និងដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់) ចរន្តអគ្គិសនីខ្ពស់ និងចរន្តកំដៅខ្ពស់ វាត្រូវបានគេរំពឹងថានឹងក្លាយជាសម្ភារៈមូលដ្ឋានដែលប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុតសម្រាប់ផលិតបន្ទះឈីបស៊ីមីកុងដុកទ័រនាពេលអនាគត។ ជាពិសេសនៅក្នុងវិស័យយានយន្តថាមពលថ្មី ការផលិតថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ ការដឹកជញ្ជូនតាមផ្លូវដែក បណ្តាញឆ្លាតវៃ និងវិស័យផ្សេងៗទៀត វាមានគុណសម្បត្តិជាក់ស្តែង។
ដំណើរការផលិត SiC ត្រូវបានបែងចែកជាបីជំហានសំខាន់ៗ៖ ការលូតលាស់គ្រីស្តាល់តែមួយ SiC ការលូតលាស់ស្រទាប់អេពីតាក់ស៊ី និងការផលិតឧបករណ៍ ដែលត្រូវគ្នាទៅនឹងតំណភ្ជាប់សំខាន់ៗទាំងបួននៃខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្ម៖ស្រទាប់ខាងក្រោម, អេពីតាក់ស៊ី, ឧបករណ៍ និងម៉ូឌុល។
វិធីសាស្រ្តសំខាន់នៃការផលិតស្រទាប់ខាងក្រោម ដំបូងប្រើវិធីសាស្រ្ត sublimation ចំហាយរូបវន្ត ដើម្បីធ្វើឱ្យម្សៅ sublimation នៅក្នុងបរិយាកាសកន្លែងទំនេរសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ ហើយដាំគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាប៊ីតនៅលើផ្ទៃនៃគ្រីស្តាល់គ្រាប់ពូជតាមរយៈការគ្រប់គ្រងនៃវាលសីតុណ្ហភាព។ ដោយប្រើបន្ទះស៊ីលីកុនកាប៊ីតជាស្រទាប់ខាងក្រោម ការដាក់ចំហាយគីមីត្រូវបានប្រើដើម្បីដាក់ស្រទាប់គ្រីស្តាល់តែមួយនៅលើបន្ទះ ដើម្បីបង្កើតជាបន្ទះ epitaxial ។ ក្នុងចំណោមនោះ ការដាំស្រទាប់ epitaxial ស៊ីលីកុនកាប៊ីតនៅលើស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលអាចដឹកនាំបានអាចត្រូវបានបង្កើតទៅជាឧបករណ៍ថាមពល ដែលភាគច្រើនត្រូវបានប្រើនៅក្នុងយានយន្តអគ្គិសនី photovoltaic និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។ ការដាំស្រទាប់ epitaxial ហ្គាលីញ៉ូមនីទ្រីតនៅលើបន្ទះពាក់កណ្តាលអ៊ីសូឡង់។ស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនកាប៊ីដអាចផលិតបន្ថែមទៀតទៅជាឧបករណ៍ប្រេកង់វិទ្យុ ដែលប្រើក្នុងការទំនាក់ទំនង 5G និងវិស័យផ្សេងៗទៀត។
សម្រាប់ពេលនេះ ស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនកាបៃមានឧបសគ្គបច្ចេកទេសខ្ពស់បំផុតនៅក្នុងខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្មស៊ីលីកុនកាបៃ ហើយស្រទាប់ខាងក្រោមស៊ីលីកុនកាបៃគឺជាផលិតផលដែលពិបាកផលិតបំផុត។
បញ្ហាកកស្ទះផលិតកម្ម SiC មិនទាន់ត្រូវបានដោះស្រាយទាំងស្រុងនៅឡើយទេ ហើយគុណភាពនៃសសរគ្រីស្តាល់វត្ថុធាតុដើមមិនស្ថិតស្ថេរ ហើយមានបញ្ហាទិន្នផល ដែលនាំឱ្យមានតម្លៃខ្ពស់នៃឧបករណ៍ SiC។ វាត្រូវចំណាយពេលជាមធ្យមត្រឹមតែ 3 ថ្ងៃប៉ុណ្ណោះសម្រាប់សម្ភារៈស៊ីលីកុនដើម្បីដុះទៅជាដំបងគ្រីស្តាល់ ប៉ុន្តែវាត្រូវចំណាយពេលមួយសប្តាហ៍សម្រាប់ដំបងគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាប៊ីត។ ដំបងគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនទូទៅអាចដុះបានប្រវែង 200 សង់ទីម៉ែត្រ ប៉ុន្តែដំបងគ្រីស្តាល់ស៊ីលីកុនកាប៊ីតអាចដុះបានត្រឹមតែ 2 សង់ទីម៉ែត្រប៉ុណ្ណោះ។ លើសពីនេះ SiC ខ្លួនវាគឺជាវត្ថុធាតុដើមរឹង និងផុយស្រួយ ហើយបន្ទះសៀគ្វីដែលផលិតពីវាងាយនឹងប្រេះគែមនៅពេលប្រើការកាត់បន្ទះសៀគ្វីមេកានិចបែបប្រពៃណី ដែលប៉ះពាល់ដល់ទិន្នផល និងភាពជឿជាក់នៃផលិតផល។ ស្រទាប់ខាងក្រោម SiC គឺខុសគ្នាខ្លាំងពីដុំស៊ីលីកុនបែបប្រពៃណី ហើយអ្វីៗគ្រប់យ៉ាងចាប់ពីឧបករណ៍ ដំណើរការ ដំណើរការ រហូតដល់ការកាត់ត្រូវការអភិវឌ្ឍដើម្បីដោះស្រាយស៊ីលីកុនកាប៊ីត។
ខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្មស៊ីលីកុនកាបៃត្រូវបានបែងចែកជាបួនតំណភ្ជាប់សំខាន់ៗ៖ ស្រទាប់ខាងក្រោម អេពីតាក់ស៊ី ឧបករណ៍ និងកម្មវិធី។ សម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះនៃខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្ម សម្ភារៈអេពីតាក់ស៊ីគឺជាគន្លឹះក្នុងការផលិតឧបករណ៍ ឧបករណ៍គឺជាស្នូលនៃខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្ម ហើយកម្មវិធីគឺជាកម្លាំងចលករសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍឧស្សាហកម្ម។ ឧស្សាហកម្មខ្សែសង្វាក់ខាងលើប្រើប្រាស់វត្ថុធាតុដើមដើម្បីផលិតសម្ភារៈស្រទាប់ខាងក្រោមតាមរយៈវិធីសាស្រ្តស្រូបចំហាយរូបវន្ត និងវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀត ហើយបន្ទាប់មកប្រើវិធីសាស្រ្តដាក់ចំហាយគីមី និងវិធីសាស្រ្តផ្សេងទៀតដើម្បីដាំសម្ភារៈអេពីតាក់ស៊ី។ ឧស្សាហកម្មខ្សែសង្វាក់កណ្តាលប្រើប្រាស់សម្ភារៈខ្សែសង្វាក់ខាងលើដើម្បីផលិតឧបករណ៍ប្រេកង់វិទ្យុ ឧបករណ៍ថាមពល និងឧបករណ៍ផ្សេងទៀត ដែលនៅទីបំផុតត្រូវបានប្រើប្រាស់ក្នុងការទំនាក់ទំនង 5G ខ្សែសង្វាក់ខាងក្រោម។ យានយន្តអគ្គិសនី ការដឹកជញ្ជូនតាមផ្លូវដែក។ល។ ក្នុងចំណោមនោះ ស្រទាប់ខាងក្រោម និងអេពីតាក់ស៊ីមានចំនួន 60% នៃថ្លៃដើមនៃខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្ម និងជាតម្លៃសំខាន់នៃខ្សែសង្វាក់ឧស្សាហកម្ម។
ស្រទាប់ SiC៖ គ្រីស្តាល់ SiC ជាធម្មតាត្រូវបានផលិតដោយប្រើវិធីសាស្ត្រ Lely។ ផលិតផលសំខាន់ៗអន្តរជាតិកំពុងផ្លាស់ប្តូរពីទំហំ ៤ អ៊ីញទៅ ៦ អ៊ីញ ហើយផលិតផលស្រទាប់ដែលដឹកនាំចរន្តអគ្គិសនីទំហំ ៨ អ៊ីញត្រូវបានបង្កើតឡើង។ ស្រទាប់ក្នុងស្រុកភាគច្រើនមានទំហំ ៤ អ៊ីញ។ ដោយសារតែខ្សែសង្វាក់ផលិតកម្មបន្ទះស៊ីលីកុនទំហំ ៦ អ៊ីញដែលមានស្រាប់អាចត្រូវបានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើង និងបំលែងដើម្បីផលិតឧបករណ៍ SiC ចំណែកទីផ្សារខ្ពស់នៃស្រទាប់ SiC ទំហំ ៦ អ៊ីញនឹងត្រូវបានរក្សាក្នុងរយៈពេលយូរ។
ដំណើរការស្រទាប់ស៊ីលីកុនកាប៊ីតមានភាពស្មុគស្មាញ និងពិបាកក្នុងការផលិត។ ស្រទាប់ស៊ីលីកុនកាប៊ីត គឺជាសម្ភារៈគ្រីស្តាល់តែមួយប្រភេទស៊ីមីកុងដុកទ័រសមាសធាតុ ដែលផ្សំឡើងពីធាតុពីរគឺ កាបូន និងស៊ីលីកុន។ បច្ចុប្បន្ននេះ ឧស្សាហកម្មនេះភាគច្រើនប្រើប្រាស់ម្សៅកាបូនដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ និងម្សៅស៊ីលីកុនដែលមានភាពបរិសុទ្ធខ្ពស់ជាវត្ថុធាតុដើម ដើម្បីសំយោគម្សៅស៊ីលីកុនកាប៊ីត។ ក្រោមវាលសីតុណ្ហភាពពិសេស វិធីសាស្ត្របញ្ជូនចំហាយរូបវន្តចាស់ទុំ (វិធីសាស្ត្រ PVT) ត្រូវបានប្រើដើម្បីដាំស៊ីលីកុនកាប៊ីតដែលមានទំហំខុសៗគ្នានៅក្នុងឡដុតគ្រីស្តាល់។ ដុំគ្រីស្តាល់ត្រូវបានកែច្នៃ កាត់ កិន ប៉ូលា សម្អាត និងដំណើរការច្រើនផ្សេងទៀត ដើម្បីផលិតស្រទាប់ស៊ីលីកុនកាប៊ីត។
ពេលវេលាបង្ហោះ៖ ថ្ងៃទី ២២ ខែឧសភា ឆ្នាំ ២០២៤