පළමු පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය සාම්ප්රදායික සිලිකන් (Si) සහ ජර්මනියම් (Ge) මගින් නිරූපණය වන අතර ඒවා ඒකාබද්ධ පරිපථ නිෂ්පාදනය සඳහා පදනම වේ. ඒවා අඩු වෝල්ටීයතා, අඩු සංඛ්යාත සහ අඩු බලැති ට්රාන්සිස්ටර සහ අනාවරකවල බහුලව භාවිතා වේ. අර්ධ සන්නායක නිෂ්පාදනවලින් 90% කට වඩා සිලිකන් පාදක ද්රව්ය වලින් සාදා ඇත;
දෙවන පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය ගැලියම් ආසනයිඩ් (GaAs), ඉන්ඩියම් පොස්ෆයිඩ් (InP) සහ ගැලියම් පොස්ෆයිඩ් (GaP) මගින් නිරූපණය කෙරේ. සිලිකන් පාදක උපාංග සමඟ සසඳන විට, ඒවාට අධි-සංඛ්යාත සහ අධිවේගී ඔප්ටෝ ඉලෙක්ට්රොනික ගුණ ඇති අතර ඔප්ටෝ ඉලෙක්ට්රොනික්ස් සහ ක්ෂුද්ර ඉලෙක්ට්රොනික්ස් ක්ෂේත්රවල බහුලව භාවිතා වේ. ;
තුන්වන පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක ද්රව්ය සිලිකන් කාබයිඩ් (SiC), ගැලියම් නයිට්රයිඩ් (GaN), සින්ක් ඔක්සයිඩ් (ZnO), දියමන්ති (C) සහ ඇලුමිනියම් නයිට්රයිඩ් (AlN) වැනි නැගී එන ද්රව්ය මගින් නිරූපණය කෙරේ.
සිලිකන් කාබයිඩ්තුන්වන පරම්පරාවේ අර්ධ සන්නායක කර්මාන්තයේ සංවර්ධනය සඳහා වැදගත් මූලික ද්රව්යයකි. සිලිකන් කාබයිඩ් බල උපාංගවලට ඒවායේ විශිෂ්ට අධි වෝල්ටීයතා ප්රතිරෝධය, ඉහළ උෂ්ණත්ව ප්රතිරෝධය, අඩු පාඩු සහ අනෙකුත් ගුණාංග සමඟ බලශක්ති ඉලෙක්ට්රොනික පද්ධතිවල ඉහළ කාර්යක්ෂමතාව, කුඩාකරණය සහ සැහැල්ලු අවශ්යතා ඵලදායී ලෙස සපුරාලිය හැකිය.
එහි උසස් භෞතික ගුණාංග නිසා: ඉහළ කලාප පරතරය (ඉහළ බිඳවැටීමේ විද්යුත් ක්ෂේත්රය සහ ඉහළ බල ඝනත්වයට අනුරූප වේ), ඉහළ විද්යුත් සන්නායකතාවය සහ ඉහළ තාප සන්නායකතාවය, අනාගතයේදී අර්ධ සන්නායක චිප් සෑදීම සඳහා බහුලව භාවිතා වන මූලික ද්රව්යය බවට පත්වනු ඇතැයි අපේක්ෂා කෙරේ. විශේෂයෙන් නව බලශක්ති වාහන, ප්රකාශ වෝල්ටීයතා බල උත්පාදනය, දුම්රිය ප්රවාහනය, ස්මාර්ට් ජාල සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්රවල, එයට පැහැදිලි වාසි ඇත.
SiC නිෂ්පාදන ක්රියාවලිය ප්රධාන පියවර තුනකට බෙදා ඇත: SiC තනි ස්ඵටික වර්ධනය, එපිටැක්සියල් ස්ථර වර්ධනය සහ උපාංග නිෂ්පාදනය, එය කාර්මික දාමයේ ප්රධාන සබැඳි හතරට අනුරූප වේ:උපස්ථරය, එපිටැක්සි, උපාංග සහ මොඩියුල.
ප්රධාන ධාරාවේ උපස්ථර නිෂ්පාදනය කිරීමේ ක්රමය මුලින්ම භෞතික වාෂ්ප උත්පාදන ක්රමය භාවිතා කරමින් ඉහළ උෂ්ණත්ව රික්ත පරිසරයක කුඩු උත්පාදනය කරන අතර උෂ්ණත්ව ක්ෂේත්රයක් පාලනය කිරීම හරහා බීජ ස්ඵටිකයේ මතුපිට සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික වර්ධනය කරයි. උපස්ථරයක් ලෙස සිලිකන් කාබයිඩ් වේෆරයක් භාවිතා කරමින්, රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීම භාවිතා කරනුයේ වේෆරය මත තනි ස්ඵටික තට්ටුවක් තැන්පත් කර එපිටැක්සියල් වේෆරයක් සෑදීමට ය. ඒවා අතර, සන්නායක සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරයක් මත සිලිකන් කාබයිඩ් එපිටැක්සියල් තට්ටුවක් වැඩීම බල උපාංග බවට පත් කළ හැකි අතර ඒවා ප්රධාන වශයෙන් විදුලි වාහන, ප්රකාශ වෝල්ටීයතා සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්රවල භාවිතා වේ; අර්ධ පරිවාරකයක් මත ගැලියම් නයිට්රයිඩ් එපිටැක්සියල් තට්ටුවක් වැඩීම.සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරය5G සන්නිවේදන සහ අනෙකුත් ක්ෂේත්රවල භාවිතා කරන රේඩියෝ සංඛ්යාත උපාංග බවට පත් කළ හැකිය.
දැනට, සිලිකන් කාබයිඩ් කර්මාන්ත දාමයේ ඉහළම තාක්ෂණික බාධක ඇත්තේ සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරවලට වන අතර, සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථර නිෂ්පාදනය කිරීමට වඩාත්ම දුෂ්කර වේ.
SiC නිෂ්පාදන බාධකය සම්පූර්ණයෙන්ම විසඳී නොමැති අතර, අමුද්රව්ය ස්ඵටික කුළුණු වල ගුණාත්මකභාවය අස්ථායී වන අතර අස්වැන්න පිළිබඳ ගැටළුවක් පවතී, එය SiC උපාංගවල අධික පිරිවැයට හේතු වේ. සිලිකන් ද්රව්ය ස්ඵටික දණ්ඩක් බවට වර්ධනය වීමට සාමාන්යයෙන් දින 3 ක් පමණක් ගත වේ, නමුත් සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික දණ්ඩක් සඳහා සතියක් ගතවේ. සාමාන්ය සිලිකන් ස්ඵටික දණ්ඩක් සෙන්ටිමීටර 200 ක් දිගට වර්ධනය විය හැකි නමුත් සිලිකන් කාබයිඩ් ස්ඵටික දණ්ඩක් සෙන්ටිමීටර 2 ක් දිගට පමණක් වර්ධනය විය හැකිය. එපමණක් නොව, SiC යනු දෘඩ හා බිඳෙන සුළු ද්රව්යයක් වන අතර, එයින් සාදන ලද වේෆර් සාම්ප්රදායික යාන්ත්රික කැපුම් වේෆර් ඩයිසිං භාවිතා කරන විට දාර චිපින් කිරීමට ඉඩ ඇති අතර එය නිෂ්පාදන අස්වැන්න සහ විශ්වසනීයත්වයට බලපායි. SiC උපස්ථර සාම්ප්රදායික සිලිකන් ඉන්ගෝට් වලට වඩා බෙහෙවින් වෙනස් වන අතර, උපකරණ, ක්රියාවලි, සැකසීමේ සිට කැපීම දක්වා සියල්ල සිලිකන් කාබයිඩ් හැසිරවීම සඳහා සංවර්ධනය කළ යුතුය.
සිලිකන් කාබයිඩ් කර්මාන්ත දාමය ප්රධාන වශයෙන් ප්රධාන සබැඳි හතරකට බෙදා ඇත: උපස්ථරය, එපිටැක්සි, උපාංග සහ යෙදුම්. උපස්ථර ද්රව්ය කර්මාන්ත දාමයේ අත්තිවාරම වන අතර, එපිටැක්සි ද්රව්ය උපාංග නිෂ්පාදනය සඳහා යතුර වේ, උපාංග කර්මාන්ත දාමයේ හරය වන අතර, යෙදුම් කාර්මික සංවර්ධනය සඳහා ගාමක බලවේගය වේ. භෞතික වාෂ්ප උත්පාදන ක්රම සහ වෙනත් ක්රම හරහා උපස්ථර ද්රව්ය සෑදීමට උඩුගං බලා කර්මාන්තය අමුද්රව්ය භාවිතා කරන අතර, පසුව රසායනික වාෂ්ප තැන්පත් කිරීමේ ක්රම සහ එපිටැක්සි ද්රව්ය වර්ධනය කිරීමට වෙනත් ක්රම භාවිතා කරයි. මධ්යම ප්රවාහ කර්මාන්තය රේඩියෝ සංඛ්යාත උපාංග, බල උපාංග සහ අනෙකුත් උපාංග සෑදීමට උඩුගං බලා ද්රව්ය භාවිතා කරන අතර ඒවා අවසානයේ පහළට 5G සන්නිවේදනයන්හි භාවිතා වේ. , විදුලි වාහන, දුම්රිය ප්රවාහනය යනාදිය. ඒවා අතර, උපස්ථරය සහ එපිටැක්සි කර්මාන්ත දාමයේ පිරිවැයෙන් 60% ක් වන අතර කර්මාන්ත දාමයේ ප්රධාන වටිනාකම වේ.
SiC උපස්ථරය: SiC ස්ඵටික සාමාන්යයෙන් Lely ක්රමය භාවිතයෙන් නිෂ්පාදනය කෙරේ. ජාත්යන්තර ප්රධාන ධාරාවේ නිෂ්පාදන අඟල් 4 සිට අඟල් 6 දක්වා සංක්රමණය වෙමින් පවතින අතර අඟල් 8 සන්නායක උපස්ථර නිෂ්පාදන සංවර්ධනය කර ඇත. ගෘහස්ථ උපස්ථර ප්රධාන වශයෙන් අඟල් 4 කි. පවතින අඟල් 6 සිලිකන් වේෆර් නිෂ්පාදන රේඛා වැඩිදියුණු කර SiC උපාංග නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා පරිවර්තනය කළ හැකි බැවින්, අඟල් 6 SiC උපස්ථරවල ඉහළ වෙළඳපල කොටස දිගු කාලයක් පවත්වා ගනු ඇත.
සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථර ක්රියාවලිය සංකීර්ණ හා නිෂ්පාදනය කිරීමට අපහසුය. සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරය යනු මූලද්රව්ය දෙකකින් සමන්විත සංයෝග අර්ධ සන්නායක තනි ස්ඵටික ද්රව්යයකි: කාබන් සහ සිලිකන්. වර්තමානයේ, කර්මාන්තය ප්රධාන වශයෙන් සිලිකන් කාබයිඩ් කුඩු සංස්ලේෂණය කිරීම සඳහා අමුද්රව්ය ලෙස අධි-සංශුද්ධතා කාබන් කුඩු සහ අධි-සංශුද්ධතා සිලිකන් කුඩු භාවිතා කරයි. විශේෂ උෂ්ණත්ව ක්ෂේත්රයක් යටතේ, පරිණත භෞතික වාෂ්ප සම්ප්රේෂණ ක්රමය (PVT ක්රමය) ස්ඵටික වර්ධන උදුනක විවිධ ප්රමාණයේ සිලිකන් කාබයිඩ් වගා කිරීමට භාවිතා කරයි. ස්ඵටික ඉන්ගෝට් අවසානයේ සකසන ලද, කපා, බිම, ඔප දැමූ, පිරිසිදු කරන ලද සහ සිලිකන් කාබයිඩ් උපස්ථරයක් නිෂ්පාදනය කිරීම සඳහා වෙනත් බහු ක්රියාවලීන් සිදු කරනු ලැබේ.
පළ කිරීමේ කාලය: 2024 මැයි-22