Fampidirana: Ny anjara toerana lehibe raisin'ny fitaovana fantsona fatana fandoroana amin'ny fanamboarana semiconductor
Amin'ny fanamboarana "wafer" semiconductor, ny "Diffusion Furnace Floor" dia iray amin'ireo singa tena ilaina amin'ny fizotran'ny hafanana avo lenta ampiasaina amin'ny fitaovana fanodinana hafanana. Izy io dia manome tontolo iainana voafehy ho an'ny fizotran'ny semiconductor lehibe maromaro, anisan'izany:
- Oksidasiona mafana;
- Fiparitahan'ny dopant;
- Fampangatsiahana;
- fametrahana LPCVD;
- Fitsaboana amin'ny wafer amin'ny mari-pana avo.
Tsy tahaka ireo singa indostrialy mahazatra ao amin'ny lafaoro semiconductor, ny fantsona lafaoro semiconductor dia tsy maintsy mahafeno fepetra henjana dia henjana satria na dia ny loto kely aza na ny famokarana poti-javatra dia mety hisy fiantraikany mivantana amin'ny vokatra wafer sy ny fahatokisana ny fitaovana.
Mandritra ny fizotran'ny diffusion sy ny oxidation semiconductor, ny fantsona lafaoro dia matetika tratran'ny:
- Tontolo iainana misy mari-pana avo manomboka amin'ny 800°C ka hatramin'ny 1200°C;
- Gazy oksidana toy ny O₂ sy H₂O;
- Gaz tsy mihetsika anisan'izany ny N₂ sy Ar;
- Ireo mpialoha lalana ny dopant toy ny POCl₃ sy BBr₃;
- Karazana simika manimba toy ny HCl.
Noho izany, ny fitaovana ao anaty fantsona fatana fandoroana dia tsy maintsy manome miaraka amin'izay:
- Fahadiovana simika avo lenta;
- Fitoniana mafana tsara dia tsara;
- Fahalotoan'ny metaly ambany;
- Fanoherana avo lenta amin'ny harafesina;
- Famokarana poti-javatra kely;
- Androm-piainana maharitra ela.
Araka ny fenitra momba ny fitaovana semiconductor sy ny fomba fanao ao amin'ny indostria, ny fitaovana fantsona lafaoro ampiasaina betsaka indrindra dia ahitana:
- Quartz Madio Avo (Silika Mifangaro, SiO₂)
- Karbida silikônina (seramika SiC)
- Seramika Alumina (Al₂O₃)
- Seramika Silisiôma Nitrida (Si₃N₄)
Fantsona Quartz Madio Avo
Amin'ireo fitaovana fantsona fatana semiconductor rehetra, ny fantsona quartz madio avo lenta no vahaolana manjaka amin'ny fanamboarana wafer silikônina mahazatra noho ny fahadiovana miavaka, ny fahamarinan-toerana mafana ary ny teknolojia fanodinana matotra.
Vita amin'ny silika mifangaro madio avo lenta ny fantsona quartz semiconductor, izay ahitana silika dioksida (SiO₂) ny singa fototra. Matetika mihoatra ny 99.99% ny haavon'ny fahadiovana, miaraka amin'ny fanaraha-maso hentitra ny loto metaly toy ny: Fe; Na; K; Cu; Al.
Ao anatin'ny dingana oksidasiôna mafana, ny fantsona fatana quartz dia manome tontolo iainana mety tsara amin'ny fihetsehana mba hamoronana sosona silikônina oksida.
Ireto avy ireo fihetsika mahazatra:
Oksidasiona maina:
Si + O₂ → SiO₂
Oksidasiona mando:
Si + H₂O → SiO₂ + H₂
Ireo dingana oksidana ireo dia tena ilaina amin'ny:
- Fiforonan'ny dielektrika vavahady;
- Fahafahan'ny ety ambonin'ny tany mandalo;
- Rafitra fitokana-monina.
Ampiasaina betsaka amin'ny fizotran'ny fanaparitahana dopant ihany koa ny fantsona quartz, anisan'izany:
- Fiparitahan'ny phosphore amin'ny fampiasana POCl₃;
- Fampielezana bôro amin'ny alalan'ny BBr₃;
- Fizotran'ny fiparitahan'ny arsenika.
Ankoatra izany, ny fantsona lafaoro quartz dia ampiasaina betsaka amin'ny rafitra LPCVD ho an'ny:
- Fametrahana silisiôma nitrida;
- Fametrahana silikônina polikristalina.
Ny tombony lehibe amin'ny fantsona fatana quartz dia ahitana:
- Fahadiovana simika tena tsara
- Fanitarana hafanana ambany
- Fitoviana mafana tsara dia tsara
Na izany aza, manana fetrany ihany koa ny fantsona quartz. Ny fetrany voalohany dia ny fahamarinan'ny mekanika amin'ny mari-pana avo. Rehefa miasa maharitra mihoatra ny 1100–1200°C eo ho eo, dia mety hiaina ireto manaraka ireto ny quartz:
- Fiovan'ny endriky ny fantsona;
- Milatsaka;
- Nihena ny tanjaka mekanika.
Noho izany, ny quartz no safidy tsara indrindra amin'ny famokarana semiconductor silicon mahazatra, saingy tsy dia mety loatra amin'ny dingana misy mari-pana avo dia avo na harafesina be.
Fantsona Silikônina Karbida: Vahaolana amin'ny mari-pana avo lenta ho an'ny famokarana semiconductor mandroso
Nipoitra ho fitaovana hafa mampanantena ho an'ny fantsona lafaoro mandroso ny seramika silikônina karbida (SiC).
Ny SiC dia fitambarana seramika kovalanty misy atôma silikônina sy karbônina. Ny seramika SiC kilasy semiconductor dia mazàna ahitana:
- SiC mifamatotra amin'ny fihetsika;
- SiC sintered;
- Akora CVD SiC fahadiovana avo lenta.
Raha ampitahaina amin'ny quartz, ny SiC dia manome fanatsarana be dia be:
- Fanoherana ny mari-pana;
- Tanjaka mekanika;
- Fitondran-tena mafana;
- Faharetan'ny simika.
Ny iray amin'ireo tombony lehibe indrindra amin'ny fantsona lafaoro SiC dia ny fahafahany miatrika mari-pana avo lenta.
Na dia voafetra amin'ny fepetra fiasana eo amin'ny 1200°C eo ho eo aza ny quartz amin'ny ankapobeny, ny seramika SiC kosa dia mahazaka mari-pana mihoatra ny 1500°C, ka mahatonga azy ireo ho mety amin'ny dingana mafana mandroso.
Zava-dehibe ihany koa ny fahasamihafan'ny conductivity mafana:
- Quartz: ~1.4 W/m·K
- Karbida silikônina: 120–200 W/m·K
Ny conductivity mafana ambony kokoa an'ny SiC dia ahafahana:
- Fiatrehana hafanana haingana kokoa;
- Fitoviana tsara kokoa amin'ny mari-pana;
- Fihenan'ny fiovaovan'ny hafanana.
Amin'ny fampiharana semiconductor, ny fantsona lafaoro SiC dia heverina indrindra ho an'ny:
- Fampangatsiahana amin'ny hafanana avo lenta;
- Dingana fanaparitahana mandroso;
- Fanamboarana fitaovana herinaratra misy karbida silikônina;
- Fanodinana semiconductor GaN.
Fantsona Alumina (Al₂O₃): Akora Seramika Mafana Avo Mitsitsy Vola
Ny fantsona seramika alumina dia vita voalohany indrindra amin'ny oksida aluminium (Al₂O₃), mazàna miaraka amin'ny haavon'ny fahadiovana eo anelanelan'ny 95% sy 99.8%.
Ny fahafahan'ny seramika alumina miasa dia mety hahatratra eo amin'ny: 1400–1700°C eo ho eo, izay ambony kokoa noho ny vato quartz mahazatra.
Noho ireo toetra ireo, ny fantsona lafaoro alumina dia matetika ampiasaina amin'ny:
Lafaoro semiconductor ho an'ny laboratoara;
- Fitaovana fikarohana sy fampandrosoana;
- Rafitra fanodinana hafanana andrana.
Na izany aza, voafetra ny fampiasana alumina amin'ny famokarana semiconductor betsaka. Ny antony lehibe indrindra dia ny fanaraha-maso ny fahalotoan'ny rivotra.
Raha ampitahaina amin'ny quartz, ny seramika alumina dia mety hampiditra:
- Fahalotoan'ny aliminioma;
- Avo kokoa ny haavon'ny fahalotoana.
Ho an'ny famokarana semiconductor mandroso izay mitaky haavon'ny fahalotoana ambany dia ambany, ny quartz sy ny SiC madio avo lenta no safidy tsara indrindra.
Fantsona Silisiôma Nitrida (Si₃N₄): Seramika Mandroso ho an'ny Fanoherana ny Fahatairana Mafana
Ny silikônina nitrida (Si₃N₄) dia akora seramika mandroso iray hafa fantatra amin'ny toetrany mekanika miavaka. Ireto ny fampiharana mety ho azo atao amin'ny semiconductor:
- Singa manokana ho an'ny lafaoro;
- Fitaovana fikarohana semiconductor;
- Rafitra seramika mahatanty mari-pana avo.
Na izany aza, ny fantsona fatana Si₃N₄ dia tsy dia ampiasaina firy amin'ny fatana diffusion semiconductor mahazatra noho ny:
- Fahasarotana ambony kokoa amin'ny famokarana;
- Vidiny ambony kokoa;
- Fahamatorana voafetra amin'ny rojo famatsiana indostrialy.
Famaranana
Singa tena ilaina amin'ny fanamboarana semiconductor ny Fantsona Fatana Fandosirana saingy matetika tsy dia raharahiana loatra. Misy fiantraikany mivantana amin'ny:
- Vokatra avy amin'ny mofo manify;
- Fahamarinan'ny dingana;
- Fahombiazan'ny poti-javatra;
- Androm-piainan'ny fitaovana.
Amin'izao fotoana izao:
Fantsona Quartzmanjaka amin'ny dingana oksidasiana sy diffusion mahazatra noho ny fahadiovana sy ny fahamatorany miavaka.
Fantsona SiCmanome fahaiza-manao mafana mandroso ho an'ny fampiharana semiconductor taranaka manaraka.
Ny fantsona alumina sy silikônina nitrida dia azo ampiasaina amin'ny fampiasana mari-pana avo lenta izay manome laharam-pahamehana ny fahombiazana mekanika.
Rehefa mitohy mankany amin'ny mari-pana ambony kokoa, wafer lehibe kokoa ary fitaovana misy elanelana midadasika ny famokarana semiconductor, dia hitana anjara toerana lehibe hatrany ireo fitaovana fantsona seramika mandroso amin'ny fitaovana fanodinana semiconductor amin'ny ho avy.
Fotoana fandefasana: 24 Jolay 2026