سلڪون ڪاربائيڊ لاءِ ٽيڪنيڪل رڪاوٽون ڪهڙيون آهن؟

سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي پهرين نسل روايتي سلڪون (Si) ۽ جرمينيم (Ge) جي نمائندگي ڪري ٿي، جيڪي انٽيگريٽڊ سرڪٽ جي پيداوار جو بنياد آهن. اهي وڏي پيماني تي گهٽ وولٽيج، گهٽ فريڪوئنسي، ۽ گهٽ پاور ٽرانزسٽر ۽ ڊيڪٽرز ۾ استعمال ٿيندا آهن. 90 سيڪڙو کان وڌيڪ سيمي ڪنڊڪٽر پراڊڪٽس سلڪون تي ٻڌل مواد مان ٺهيل آهن؛
ٻئي نسل جي سيمي ڪنڊڪٽر مواد کي گيليم آرسنائيڊ (GaAs)، انڊيم فاسفائيڊ (InP) ۽ گيليم فاسفائيڊ (GaP) ذريعي نمائندگي ڪئي وئي آهي. سلڪون تي ٻڌل ڊوائيسز جي مقابلي ۾، انهن ۾ اعليٰ تعدد ۽ تيز رفتار آپٽو اليڪٽرانڪ خاصيتون آهن ۽ آپٽو اليڪٽرانڪس ۽ مائڪرو اليڪٽرانڪس جي شعبن ۾ وڏي پيماني تي استعمال ٿينديون آهن. ;
سيمي ڪنڊڪٽر مواد جي ٽئين نسل کي ابھرندڙ مواد جهڙوڪ سلڪون ڪاربائيڊ (SiC)، گيليم نائٽرائڊ (GaN)، زنڪ آڪسائيڊ (ZnO)، هيرا (C)، ۽ ايلومينيم نائٽرائڊ (AlN) جي نمائندگي ڪئي وئي آهي.

سلڪون ڪاربائيڊٽئين نسل جي سيمي ڪنڊڪٽر انڊسٽري جي ترقي لاءِ هڪ اهم بنيادي مواد آهي. سلڪون ڪاربائڊ پاور ڊوائيسز پنهنجي بهترين هاءِ وولٽيج مزاحمت، اعليٰ درجه حرارت جي مزاحمت، گهٽ نقصان ۽ ٻين خاصيتن سان پاور اليڪٽرانڪ سسٽم جي اعليٰ ڪارڪردگي، ننڍي ڪرڻ ۽ هلڪي وزن جي گهرجن کي مؤثر طريقي سان پورو ڪري سگهن ٿا.

ان جي اعليٰ جسماني خاصيتن جي ڪري: هاءِ بينڊ گيپ (هاءِ بريڪ ڊائون اليڪٽرڪ فيلڊ ۽ هاءِ پاور ڊينسٽي جي مطابق)، هاءِ اليڪٽرڪ چالکائي، ۽ هاءِ ٿرمل چالکائي، اميد آهي ته اهو مستقبل ۾ سيمي ڪنڊڪٽر چپس ٺاهڻ لاءِ سڀ کان وڌيڪ استعمال ٿيندڙ بنيادي مواد بڻجي ويندو. خاص طور تي نئين توانائي گاڏين، فوٽووولٽڪ پاور جنريشن، ريل ٽرانزٽ، سمارٽ گرڊ ۽ ٻين شعبن ۾، ان جا واضح فائدا آهن.

SiC پيداوار جي عمل کي ٽن وڏن مرحلن ۾ ورهايو ويو آهي: SiC سنگل ڪرسٽل واڌ، ايپيٽيڪسيل پرت واڌ ۽ ڊوائيس جي پيداوار، جيڪي صنعتي زنجير جي چئن وڏن لنڪس سان ملن ٿا:سبسٽريٽ, ايپيٽيڪسي، ڊوائيسز ۽ ماڊلز.

سبسٽريٽ ٺاهڻ جو مکيه وهڪرو طريقو پهريون ڀيرو جسماني بخارات جي سبليميشن جو طريقو استعمال ڪري ٿو ته جيئن پائوڊر کي اعليٰ درجه حرارت واري ويڪيوم ماحول ۾ سبليميٽ ڪري سگهجي، ۽ درجه حرارت جي ميدان جي ڪنٽرول ذريعي ٻج جي ڪرسٽل جي مٿاڇري تي سلڪون ڪاربائيڊ ڪرسٽل وڌايا وڃن. سلڪون ڪاربائيڊ ويفر کي سبسٽريٽ طور استعمال ڪندي، ڪيميائي بخارات جي جمع کي ويفر تي سنگل ڪرسٽل جي هڪ پرت جمع ڪرڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي ته جيئن هڪ ايپيٽيڪسيل ويفر ٺاهيو وڃي. انهن مان، هڪ ڪنڊڪٽو سلڪون ڪاربائيڊ سبسٽريٽ تي سلڪون ڪاربائيڊ ايپيٽيڪسيل پرت کي وڌائڻ سان پاور ڊوائيسز ۾ ٺاهي سگهجي ٿو، جيڪي بنيادي طور تي برقي گاڏين، فوٽووولٽڪ ۽ ٻين شعبن ۾ استعمال ٿيندا آهن؛ هڪ نيم موصل تي گيليم نائٽرائڊ ايپيٽيڪسيل پرت کي وڌائڻ.سلڪون ڪاربائيڊ سبسٽريٽوڌيڪ ريڊيو فريڪوئنسي ڊوائيسز ۾ ٺاهي سگھجن ٿا، جيڪي 5G ڪميونيڪيشن ۽ ٻين شعبن ۾ استعمال ٿين ٿا.

هاڻي لاءِ، سلڪون ڪاربائيڊ سبسٽريٽس ۾ سلڪون ڪاربائيڊ انڊسٽري چين ۾ سڀ کان وڌيڪ ٽيڪنيڪل رڪاوٽون آهن، ۽ سلڪون ڪاربائيڊ سبسٽريٽس پيدا ڪرڻ سڀ کان ڏکيو آهي.

SiC جي پيداواري رڪاوٽ مڪمل طور تي حل نه ٿي سگهي آهي، ۽ خام مال جي ڪرسٽل ستونن جو معيار غير مستحڪم آهي ۽ پيداوار جو مسئلو آهي، جيڪو SiC ڊوائيسز جي قيمت کي وڌائي ٿو. سلڪون مواد کي ڪرسٽل راڊ ۾ وڌڻ ۾ سراسري طور تي صرف 3 ڏينهن لڳن ٿا، پر سلڪون ڪاربائيڊ ڪرسٽل راڊ لاءِ هڪ هفتو لڳندو آهي. هڪ عام سلڪون ڪرسٽل راڊ 200 سينٽي ميٽر ڊگهو ٿي سگهي ٿو، پر سلڪون ڪاربائيڊ ڪرسٽل راڊ صرف 2 سينٽي ميٽر ڊگهو ٿي سگهي ٿو. ان کان علاوه، SiC پاڻ هڪ سخت ۽ ڀُرندڙ مواد آهي، ۽ ان مان ٺهيل ويفر روايتي ميڪيڪل ڪٽنگ ويفر ڊائسنگ استعمال ڪرڻ وقت ايج چپنگ جو شڪار هوندا آهن، جيڪو پيداوار جي پيداوار ۽ اعتبار کي متاثر ڪري ٿو. SiC سبسٽريٽ روايتي سلڪون انگوٽ کان تمام مختلف آهن، ۽ سامان، عمل، پروسيسنگ کان وٺي ڪٽڻ تائين هر شيءِ کي سلڪون ڪاربائيڊ کي سنڀالڻ لاءِ ترقي ڪرڻ جي ضرورت آهي.

سلڪون ڪاربائيڊ انڊسٽري چين کي بنيادي طور تي چئن وڏن لنڪن ۾ ورهايو ويو آهي: سبسٽريٽ، ايپيٽيڪسي، ڊوائيسز ۽ ايپليڪيشنون. سبسٽريٽ مواد انڊسٽري چين جو بنياد آهن، ايپيٽيڪسيل مواد ڊوائيس جي پيداوار جي ڪنجي آهن، ڊوائيسز انڊسٽري چين جو مرڪز آهن، ۽ ايپليڪيشنون صنعتي ترقي لاءِ محرڪ قوت آهن. اپ اسٽريم انڊسٽري جسماني بخارات جي سبليميشن طريقن ۽ ٻين طريقن ذريعي سبسٽريٽ مواد ٺاهڻ لاءِ خام مال استعمال ڪري ٿي، ۽ پوءِ ڪيميائي بخارات جمع ڪرڻ جا طريقا ۽ ايپيٽيڪسيل مواد کي وڌائڻ لاءِ ٻيا طريقا استعمال ڪري ٿي. وچ اسٽريم انڊسٽري ريڊيو فريڪوئنسي ڊوائيسز، پاور ڊوائيسز ۽ ٻين ڊوائيسز ٺاهڻ لاءِ اپ اسٽريم مواد استعمال ڪري ٿي، جيڪي آخرڪار ڊائون اسٽريم 5G ڪميونيڪيشن ۾ استعمال ٿين ٿا.، برقي گاڏيون، ريل ٽرانزٽ، وغيره. انهن مان، سبسٽريٽ ۽ ايپيٽيڪسي انڊسٽري چين جي قيمت جو 60٪ حصو آهن ۽ انڊسٽري چين جي مکيه قدر آهن.

SiC سبسٽريٽ: SiC ڪرسٽل عام طور تي ليلي طريقي سان ٺاهيا ويندا آهن. بين الاقوامي مکيه وهڪرو پراڊڪٽس 4 انچ کان 6 انچ تائين منتقل ٿي رهيون آهن، ۽ 8 انچ ڪنڊڪٽو سبسٽريٽ پراڊڪٽس تيار ڪيون ويون آهن. گهريلو سبسٽريٽ بنيادي طور تي 4 انچ آهن. جيئن ته موجوده 6 انچ سلڪون ويفر پيداوار جون لائينون اپ گريڊ ڪري سگهجن ٿيون ۽ SiC ڊوائيسز پيدا ڪرڻ لاءِ تبديل ڪري سگهجن ٿيون، 6 انچ SiC سبسٽريٽ جو اعليٰ مارڪيٽ شيئر ڊگهي وقت تائين برقرار رهندو.

سلڪون ڪاربائيڊ سبسٽريٽ جو عمل پيچيده ۽ پيدا ڪرڻ ڏکيو آهي. سلڪون ڪاربائيڊ سبسٽريٽ هڪ مرڪب سيمي ڪنڊڪٽر سنگل ڪرسٽل مواد آهي جيڪو ٻن عنصرن تي مشتمل آهي: ڪاربان ۽ سلڪون. هن وقت، صنعت بنيادي طور تي سلڪون ڪاربائيڊ پائوڊر کي گڏ ڪرڻ لاءِ خام مال طور تي اعليٰ پاڪائي ڪاربن پائوڊر ۽ اعليٰ پاڪائي سلڪون پائوڊر استعمال ڪري ٿي. هڪ خاص درجه حرارت جي ميدان جي تحت، پختو جسماني بخارات جي منتقلي جو طريقو (PVT طريقو) ڪرسٽل جي واڌ واري فرنس ۾ مختلف سائزن جي سلڪون ڪاربائيڊ کي وڌائڻ لاءِ استعمال ڪيو ويندو آهي. ڪرسٽل انگوٽ کي آخرڪار پروسيس ڪيو ويندو آهي، ڪٽيو ويندو آهي، زمين تي رکيو ويندو آهي، پالش ڪيو ويندو آهي، صاف ڪيو ويندو آهي ۽ ٻيا ڪيترائي عمل سلڪون ڪاربائيڊ سبسٽريٽ پيدا ڪرڻ لاءِ.