ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အတွက် နည်းပညာဆိုင်ရာအတားအဆီးတွေက ဘာတွေလဲ။

ပထမမျိုးဆက် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းကို ရိုးရာဆီလီကွန် (Si) နှင့် ဂျာမေနီယမ် (Ge) တို့က ကိုယ်စားပြုပြီး ၎င်းတို့သည် ပေါင်းစပ်ဆားကစ် ထုတ်လုပ်မှုအတွက် အခြေခံဖြစ်သည်။ ၎င်းတို့ကို ဗို့အားနည်း၊ ကြိမ်နှုန်းနည်း နှင့် ပါဝါနည်း ထရန်စစ္စတာများနှင့် ထောက်လှမ်းကိရိယာများတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုကြသည်။ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း ထုတ်ကုန် ၉၀% ကျော်ကို ဆီလီကွန်အခြေခံပစ္စည်းများဖြင့် ပြုလုပ်ထားသည်။
ဒုတိယမျိုးဆက် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းများကို ဂယ်လီယမ် အာဆင်းနိုက် (GaAs)၊ အင်ဒီယမ် ဖော့စဖိုက် (InP) နှင့် ဂယ်လီယမ် ဖော့စဖိုက် (GaP) တို့ဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည်။ ဆီလီကွန်အခြေခံ စက်ပစ္စည်းများနှင့် နှိုင်းယှဉ်ပါက ၎င်းတို့တွင် မြင့်မားသော ကြိမ်နှုန်းနှင့် မြန်နှုန်းမြင့် အော်ပတိုအီလက်ထရွန်းနစ် ဂုဏ်သတ္တိများရှိပြီး အော်ပတိုအီလက်ထရွန်းနစ်နှင့် မိုက်ခရိုအီလက်ထရွန်းနစ် နယ်ပယ်များတွင် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့် အသုံးပြုကြသည်။
တတိယမျိုးဆက် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းကို ဆီလီကွန်ကာဗိုက် (SiC)၊ ဂယ်လီယမ်နိုက်ထရိုက် (GaN)၊ ဇင့်အောက်ဆိုဒ် (ZnO)၊ စိန် (C) နှင့် အလူမီနီယမ်နိုက်ထရိုက် (AlN) ကဲ့သို့သော ပေါ်ထွက်လာသော ပစ္စည်းများဖြင့် ကိုယ်စားပြုသည်။

ဆီလီကွန်ကာဗိုက်တတိယမျိုးဆက် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းလုပ်ငန်း ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရေးအတွက် အရေးကြီးသော အခြေခံပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ပါဝါကိရိယာများသည် ၎င်းတို့၏ အလွန်ကောင်းမွန်သော မြင့်မားသောဗို့အားခံနိုင်ရည်၊ မြင့်မားသောအပူချိန်ခံနိုင်ရည်၊ ဆုံးရှုံးမှုနည်းခြင်းနှင့် အခြားဂုဏ်သတ္တိများဖြင့် ပါဝါအီလက်ထရွန်းနစ်စနစ်များ၏ မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်၊ သေးငယ်ခြင်းနှင့် အလေးချိန်ပေါ့ပါးသော လိုအပ်ချက်များကို ထိရောက်စွာ ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်ပါသည်။

၎င်း၏ သာလွန်ကောင်းမွန်သော ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာဂုဏ်သတ္တိများဖြစ်သည့် မြင့်မားသော band gap (မြင့်မားသော breakdown electric field နှင့် မြင့်မားသော power density နှင့် ကိုက်ညီသော)၊ မြင့်မားသော electrical conductivity နှင့် မြင့်မားသော thermal conductivity တို့ကြောင့် အနာဂတ်တွင် semiconductor chips များပြုလုပ်ရာတွင် အသုံးအများဆုံး အခြေခံပစ္စည်းဖြစ်လာရန် မျှော်လင့်ရသည်။ အထူးသဖြင့် new energy vehicles၊ photovoltaic power generation၊ rail transit၊ smart grids နှင့် အခြားနယ်ပယ်များတွင် သိသာထင်ရှားသော အားသာချက်များရှိသည်။

SiC ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်ကို အဓိကအဆင့်သုံးဆင့်ခွဲခြားထားသည်- SiC single crystal growth၊ epitaxial layer growth နှင့် device manufacturing၊ ၎င်းတို့သည် စက်မှုလုပ်ငန်းကွင်းဆက်၏ အဓိကလင့်ခ်လေးခုနှင့် ကိုက်ညီသည်-အောက်ခံ, epitaxic, စက်ပစ္စည်းများနှင့် မော်ဂျူးများ။

အဓိက substrates ထုတ်လုပ်သည့်နည်းလမ်းမှာ ပထမဦးစွာ physical vapor sublimation နည်းလမ်းကို အသုံးပြု၍ အပူချိန်မြင့် vacuum ပတ်ဝန်းကျင်တွင် အမှုန့်ကို sublimate လုပ်ကာ seed crystal မျက်နှာပြင်ပေါ်တွင် silicon carbide crystals များကို ကြီးထွားစေပြီး အပူချိန်စက်ကွင်းကို ထိန်းချုပ်ခြင်းဖြင့် silicon carbide crystals များကို ကြီးထွားစေသည်။ silicon carbide wafer ကို substrate အဖြစ်အသုံးပြုခြင်းဖြင့် chemical vapor deposition ကို wafer ပေါ်တွင် single crystal အလွှာတစ်ခုကို စုပုံစေပြီး epitaxial wafer တစ်ခုဖွဲ့စည်းသည်။ ၎င်းတို့အနက်၊ conductive silicon carbide substrate ပေါ်တွင် silicon carbide epitaxial အလွှာကို ကြီးထွားစေခြင်းဖြင့် power devices များအဖြစ် ပြုလုပ်နိုင်ပြီး အဓိကအားဖြင့် လျှပ်စစ်ယာဉ်များ၊ photovoltaic များနှင့် အခြားနယ်ပယ်များတွင် အသုံးပြုကြသည်။ gallium nitride epitaxial အလွှာကို semi-insulating ပေါ်တွင် ကြီးထွားစေသည်။ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အောက်ခံ5G ဆက်သွယ်ရေးနှင့် အခြားနယ်ပယ်များတွင် အသုံးပြုသည့် ရေဒီယိုလှိုင်း ကိရိယာများအဖြစ် ထပ်မံပြုလုပ်နိုင်သည်။

ယခုအချိန်အထိ၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အောက်ခံများသည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်လုပ်ငန်းကွင်းဆက်တွင် အမြင့်ဆုံးနည်းပညာဆိုင်ရာအတားအဆီးများရှိပြီး ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အောက်ခံများသည် ထုတ်လုပ်ရန်အခက်ခဲဆုံးဖြစ်သည်။

SiC ထုတ်လုပ်မှု ပိတ်ဆို့မှုကို လုံးဝဖြေရှင်းနိုင်ခြင်းမရှိသေးဘဲ ကုန်ကြမ်း crystal pillars များ၏ အရည်အသွေး မတည်မငြိမ်ဖြစ်ပြီး အထွက်နှုန်းပြဿနာရှိပြီး SiC စက်ပစ္စည်းများ၏ ကုန်ကျစရိတ်မြင့်မားမှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။ ဆီလီကွန်ပစ္စည်းသည် crystal rod အဖြစ် ကြီးထွားရန် ပျမ်းမျှ ၃ ရက်သာကြာသော်လည်း ဆီလီကွန်ကာဗိုက် crystal rod အတွက်မူ တစ်ပတ်ကြာသည်။ ယေဘုယျ ဆီလီကွန် crystal rod သည် ၂၀၀ စင်တီမီတာ ရှည်လျားနိုင်သော်လည်း ဆီလီကွန်ကာဗိုက် crystal rod သည် ၂ စင်တီမီတာသာ ရှည်လျားနိုင်သည်။ ထို့အပြင် SiC ကိုယ်တိုင်သည် မာကျောပြီး ကြွပ်ဆတ်သောပစ္စည်းဖြစ်ပြီး ၎င်းဖြင့်ပြုလုပ်ထားသော wafers များသည် ရိုးရာစက်ပိုင်းဆိုင်ရာဖြတ်တောက်ခြင်း wafer dicing ကိုအသုံးပြုသောအခါ အနားသတ်များကွဲအက်လွယ်ပြီး ထုတ်ကုန်အထွက်နှုန်းနှင့် ယုံကြည်စိတ်ချရမှုကို ထိခိုက်စေပါသည်။ SiC အောက်ခံများသည် ရိုးရာ ဆီလီကွန် ingots များနှင့် အလွန်ကွာခြားပြီး ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကို ကိုင်တွယ်ရန် စက်ပစ္စည်းများ၊ လုပ်ငန်းစဉ်များ၊ လုပ်ဆောင်ခြင်းမှ ဖြတ်တောက်ခြင်းအထိ အရာအားလုံးကို တီထွင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။

ဆီလီကွန်ကာဗိုက်စက်မှုလုပ်ငန်းကွင်းဆက်ကို အဓိကအားဖြင့် ကွင်းဆက်လေးခုအဖြစ် ခွဲခြားထားသည်- အောက်ခံ၊ epitaxy၊ စက်ပစ္စည်းများနှင့် အသုံးချမှုများ။ အောက်ခံပစ္စည်းများသည် စက်မှုလုပ်ငန်းကွင်းဆက်၏ အခြေခံအုတ်မြစ်ဖြစ်ပြီး၊ epitaxial ပစ္စည်းများသည် စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်မှု၏ အဓိကသော့ချက်ဖြစ်ပြီး၊ စက်ပစ္စည်းများသည် စက်မှုလုပ်ငန်းကွင်းဆက်၏ အဓိကအချက်ဖြစ်ပြီး၊ အသုံးချမှုများသည် စက်မှုလုပ်ငန်းဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် မောင်းနှင်အားဖြစ်သည်။ အထက်ပိုင်းစက်မှုလုပ်ငန်းသည် ရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအငွေ့ sublimation နည်းလမ်းများနှင့် အခြားနည်းလမ်းများမှတစ်ဆင့် အောက်ခံပစ္စည်းများပြုလုပ်ရန် ကုန်ကြမ်းများကို အသုံးပြုပြီးနောက်၊ epitaxial ပစ္စည်းများကို စိုက်ပျိုးရန် ဓာတုအငွေ့ deposition နည်းလမ်းများနှင့် အခြားနည်းလမ်းများကို အသုံးပြုသည်။ အလယ်အလတ်စက်မှုလုပ်ငန်းသည် အထက်ပိုင်းပစ္စည်းများကို အသုံးပြု၍ ရေဒီယိုကြိမ်နှုန်းကိရိယာများ၊ ပါဝါကိရိယာများနှင့် အခြားစက်ပစ္စည်းများကို ထုတ်လုပ်ပြီး ၎င်းတို့ကို နောက်ဆုံးတွင် အောက်ပိုင်း 5G ဆက်သွယ်ရေး၊ လျှပ်စစ်ယာဉ်များ၊ ရထားလမ်းသယ်ယူပို့ဆောင်ရေးစသည်တို့တွင် အသုံးပြုကြသည်။ ၎င်းတို့တွင် အောက်ခံနှင့် epitaxy သည် စက်မှုလုပ်ငန်းကွင်းဆက်၏ ကုန်ကျစရိတ်၏ 60% ရှိပြီး စက်မှုလုပ်ငန်းကွင်းဆက်၏ အဓိကတန်ဖိုးဖြစ်သည်။

SiC အောက်ခံ- SiC ပုံဆောင်ခဲများကို Lely နည်းလမ်းကို အသုံးပြု၍ ထုတ်လုပ်လေ့ရှိသည်။ နိုင်ငံတကာ အဓိကထုတ်ကုန်များသည် ၄ ​​လက်မမှ ၆ လက်မသို့ ကူးပြောင်းနေပြီး ၈ လက်မ လျှပ်ကူးပစ္စည်းအောက်ခံထုတ်ကုန်များကို တီထွင်ထုတ်လုပ်ထားသည်။ ပြည်တွင်းအောက်ခံများသည် အဓိကအားဖြင့် ၄ လက်မဖြစ်သည်။ လက်ရှိ ၆ လက်မ ဆီလီကွန်ဝေဖာ ထုတ်လုပ်မှုလိုင်းများကို SiC စက်ပစ္စည်းများထုတ်လုပ်ရန် အဆင့်မြှင့်တင်ပြီး ပြောင်းလဲနိုင်သောကြောင့် ၆ လက်မ SiC အောက်ခံများ၏ မြင့်မားသောဈေးကွက်ဝေစုကို ကြာရှည်စွာထိန်းသိမ်းထားနိုင်မည်ဖြစ်သည်။

ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာလုပ်ငန်းစဉ်သည် ရှုပ်ထွေးပြီး ထုတ်လုပ်ရန်ခက်ခဲသည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာသည် ကာဗွန်နှင့် ဆီလီကွန်ဒြပ်စင်နှစ်ခုဖြင့် ဖွဲ့စည်းထားသော ဒြပ်ပေါင်းတစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ လက်ရှိတွင် စက်မှုလုပ်ငန်းသည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အမှုန့်ကို ပေါင်းစပ်ရန်အတွက် အဓိကအားဖြင့် မြင့်မားသောသန့်စင်သောကာဗွန်မှုန့်နှင့် မြင့်မားသောသန့်စင်သောဆီလီကွန်မှုန့်ကို ကုန်ကြမ်းအဖြစ် အသုံးပြုသည်။ အထူးအပူချိန်စက်ကွင်းတစ်ခုအောက်တွင်၊ ရင့်ကျက်သောရုပ်ပိုင်းဆိုင်ရာအငွေ့ထုတ်လွှင့်မှုနည်းလမ်း (PVT နည်းလမ်း) ကို ပုံဆောင်ခဲကြီးထွားမီးဖိုတွင် အရွယ်အစားအမျိုးမျိုးရှိသော ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ကို စိုက်ပျိုးရန် အသုံးပြုသည်။ ပုံဆောင်ခဲတုံးကို ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အလွှာထုတ်လုပ်ရန် နောက်ဆုံးတွင် ပြုပြင်၊ ဖြတ်တောက်၊ ကြိတ်ခွဲ၊ ပွတ်တိုက်၊ သန့်စင်ပြီး အခြားလုပ်ငန်းစဉ်များစွာကို ပြုလုပ်သည်။