Sababta Doomaha Wafer-ka Ceramic-ka ee SiC ay Muhiim ugu yihiin Foornooyinka Fidinta Semiconductor-ka iyo Oxidation-ka

Iyadoo hababka wax soo saarka semiconductor-ka ay sii wadaan inay u gudbaan cabbirro waaweyn oo wafer ah, miisaaniyado kuleyl oo adag, iyo dulqaad yar oo cillado ah, agabka loo isticmaalo gudaha qalabka habka heerkulka sare ayaa noqday mid aad muhiim u ah. Waxyaabahan muhiimka ah iyo qaybaha qaab-dhismeedka, doomaha wafer-ka dhoobada ah ee silicon carbide (SiC) ayaa soo ifbaxay iyagoo ah mid ka mid ah teknoolojiyada ugu muhiimsan ee suurtogalka ah ee nidaamyada foornada casriga ah ee faafinta iyo oksaydhka.

Deegaannada wax soo saarka semiconductor-ka ee horumarsan, waxay si toos ah u saameeyaan isku-midnimada kulaylka, soo saarista walxaha, qaybinta cadaadiska wafer, xasilloonida habka, iyo ugu dambeyntii, wax-soo-saarka qalabka.

Gaar ahaan wax soo saarka wafer-ka 300mm, wax soo saarka semiconductor-ka awoodda leh, iyo wax soo saarka semiconductor-ka jiilka saddexaad, doomaha wafer-ka seramiiki-ka ah ee silicon carbide ayaa si degdeg ah u beddelaya nidaamyada side-ka ee ku salaysan quartz-ka dhaqameed sababtoo ah sifooyinkooda kuleylka iyo farsamada ee sarreeya.

Waa maxay doon yar oo silikoon carbide ah oo ceramic ah?

Doon yar oo ceramic ah oo silikoon ah oo carbide ah waa qaab-dhismeed side wafer heerkul sare leh oo laga sameeyay dhoobo silikoon ah oo ku salaysan carbide. Ujeeddadeeda ugu weyni waa in si ammaan ah loo taageero loona raro wafers badan oo semiconductor ah iyada oo loo marayo nidaamyada foornada toosan ama jiifa inta lagu jiro hawlaha daaweynta kulaylka.

Doonta caadiga ah ee wafer-ka waxay ka kooban tahay meelo badan oo wafer ah oo si sax ah loo farsameeyay oo loogu talagalay in lagu ilaaliyo kala fogaanshaha wafer-ka inta lagu jiro farsamaynta. Iyada oo ku xidhan codsiga, qaab-dhismeedka waxaa sidoo kale ku jiri kara alwaaxyada taageerada, gacmaha cantilever-ka, joomatariyada hawo-mareenka ee la hagaajiyay, iyo qaybaha xoojinta fudud ee loogu talagalay in lagu yareeyo cufka kulaylka.

Nidaamyada foornada semiconductor-ka, doomaha wafer-ka si wax ku ool ah ayay u adeegaan sida isku xirka u dhexeeya wafer-ka iyo jawiga farsamaynta kulaylka. Marka cabbirrada qalabku ay sii wadaan inay hoos u dhacaan una gudbaan qanjidhada tiknoolajiyada horumarsan, xitaa xasillooni darrada yar yar ee ku jirta qaab-dhismeedka taageerada wafer-ka waxay saameyn kartaa ku celcelinta habka iyo waxqabadka cilladda.

Tani waa mid ka mid ah sababaha ay soosaarayaasha foornada horumarsan ay si isa soo taraysa u qaadanayaan qaybaha dhoobada ah ee silikoon carbide saafi ah halkii ay ka isticmaali lahaayeen nidaamyada quartz ee isku dhafan ee dhaqameed.

DoorkasNidaamyada Foornada Faafinta iyo Oxidation-ka

Faafinta iyo oksaydhaynta ayaa weli ka mid ah hababka kuleylka ugu aasaasiga ah ee wax soo saarka semiconductor-ka. Hababkan waxaa si weyn loogu isticmaalaa kicinta dopant-ka, koritaanka oksaydhka kulaylka, annealing, faafinta wadista, iyo sameynta dielectric.

Heerkulka hawlgalka caadiga ah wuxuu u dhexeeyaa qiyaastii 900°C ilaa 1200°C iyadoo ku xiran kiimikada habka iyo shuruudaha qalabka. Qaar ka mid ah codsiyada qalabka semiconductor-ka korontada ee horumarsan ama qalabka SiC, wareegyada kulaylka waxay ka badnaan karaan 1300°C.

Xaaladahan oo kale, doontu waa inay ilaalisaa xasilloonida cabbirka wareegyada kulaylka ee dheeraadka ah iyadoo la yareynayo wasakhda iyo ilaalinta kala fogaanshaha saxanka isku midka ah.

Doonyaha quartz-ka ee dhaqameed ayaa muddo dheer loo isticmaali jiray foornooyinka faafinta sababtoo ah nadiifnimadooda sare iyo kharashkooda oo hooseeya. Si kastaba ha ahaatee, walxaha quartz waxay muujiyaan dabacsanaan kuleyl oo hooseeya - caadi ahaan qiyaastii 1.4 W/m·K heerkulka qolka.

Marka la barbardhigo, dhoobada silikoon carbide waxay caadi ahaan muujisaa qiimayaasha kulaylka oo u dhexeeya qiyaastii 120 ~ 200 W/m·K iyadoo ku xiran heerka iyo qaab-dhismeedka yar.

Farqigan cajiibka ah wuxuu si weyn u hagaajiyaa isku-midnimada heerkulka inta lagu jiro culeyska foornada.

Gudbinta kulaylka oo sareysa ayaa suurtogalinaysa:

● Kuleylinta wafer-ka oo isku mid ah oo dheeraad ah

● Hoos u dhaca heerkulka

● Joogtaynta wafer-ilaa-wafer oo la hagaajiyay

● Ururinta cadaadiska kulaylka oo hooseysa

● Saamaynta geesaha oo yaraata inta lagu jiro oksaydheynta ama faafinta

Wax soo saarka semiconductor-ka ee horumarsan, halkaas oo daaqadaha hab-raacu ay sii cidhiidhinayaan, horumarintani waxay si toos ah u saameeyaan midnimada filimka iyo isku dheelitirka waxqabadka korantada.

Doomaha wafer-ka ee SiC waxay sidoo kale bixiyaan adkeysi farsamo oo aad u sarreeya marka loo eego qaab-dhismeedka quartz. Tani waxay si isa soo taraysa muhiim ugu noqonaysaa nidaamyada foornada toosan ee farsameeya dufcado badan oo wafer ah oo 300 mm ah, halkaas oo dhererka doontu iyo rarista farsamo ay noqon karaan kuwo muhiim ah.

Isbeddelka la dhimay wuxuu gacan ka geystaa ilaalinta kala fogaanshaha saxda ah ee wafer-ka iyo dhaqanka socodka gaaska oo deggan inta lagu jiro wareegga kulaylka.

Astaamaha Muhiimka ah ee Doomaha Wafer-ka ee Silicon Carbide

Caannimada sii kordheysa ee doomaha wafer-ka ee silikoon carbide waxay ugu horreyn sabab u tahay isku-darka gaarka ah ee sifooyinka kulaylka, farsamada, iyo kiimikada ee dhoobada silikoon carbide.

Astaamaha Muhiimka ah ee Jirka

Sifooyinkani waxay awood u siinayaan qaab-dhismeedka dhoobada silicon carbide inay ilaaliyaan xasilloonida cabbirka iyadoo la raacayo wareegga kulaylka ee dheer, halka qaybaha quartz-ka dhaqameed ay bilaabi karaan inay jilciyaan ama isbeddelaan.

Adkaanta sare ee carbide-ka silicon ayaa sidoo kale yareysa gariirka iyo xasillooni darrada farsamada inta lagu jiro rarista iyo dejinta buskudka foornada.

Noocyada ugu Muhiimsan ee Maaddooyinka Doomaha Wafer-ka ee Silicon Carbide

Doonyaha casriga ah ee carbide-ka ee silicon waxaa lagu sameeyaa iyadoo la adeegsanayo teknoolojiyado kala duwan oo kala duwan, mid walbana wuxuu u habaysan yahay jawi gaar ah oo loo maro habka iyo shuruudaha kharash-oolnimada.

Carbohydrate-ka silicon ee dib loo warshadeeyay (RSiC) ayaa si weyn loogu isticmaalaa codsiyada foornada heerkulka sare leh sababtoo ah nadiifnimadeeda aadka u fiican iyo xasilloonida kulaylka. Habka wax soo saarka ee RSiC uma baahna in lagu daro xaddi badan oo qalabka sintering-ka ah, taas oo gacan ka geysaneysa yaraynta khatarta wasakhowga jawiga semiconductor-ka.

Kaarboohaydraytka silikoon ee falgalka ku shaqeeya (RBSC ama RBSiC) wuxuu bixiyaa xoog farsamo oo sarreeya iyo kharash yar oo wax soo saar ah. Si kastaba ha ahaatee, silikoonka xorta ah ee haraaga ah ee ku jira qaab-dhismeedka ayaa laga yaabaa inuu yareeyo iska caabbinta daxalka ee deegaanno gaar ah oo habka daxalka ah.

Codsiyada semiconductor-ka ee horumarsan, nidaamyada garaafka ee lagu dahaadhay silikoonka carbide-ka ee CVD ayaa sii kordhaya. Qaab-dhismeedkan, substrate-ka garaafka wuxuu bixiyaa taageero farsamo oo fudud, halka dahaarka silikoonka ee wasakhda kiimikada ee saafiga ah (CVD) uu sameeyo isku-xirka habka.

Dahaarka CVD silicon carbide wuxuu leeyahay heer aad u hooseeya oo soo saarista walxaha iyo daahirnimo gaar ah, taasoo ka dhigaysa mid aad u soo jiidasho leh oo loogu talagalay soo saarista macquulka horumarsan iyo semiconductor-ka awoodda leh. Si kastaba ha ahaatee, daacadnimada dahaarka iyo isku-dhafka aan iswaafaqsanayn ee ballaarinta kulaylka waa in si taxaddar leh loo xakameeyaa si looga hortago dildilaaca ama kala-goynta inta lagu jiro wareegga kulaylka ee soo noqnoqda.

Caqabadaha Guud ee Habka

Iyadoo ay jiraan faa'iidooyinka waxqabadka ee doomaha wafer-ka dhoobada ah ee silikoon carbide, haddana waxay weli la kulmaan caqabado badan oo injineernimo ah oo ku saabsan jawiga wax soo saarka semiconductor-ka dhabta ah.

Wasakhowga walxaha ayaa weli ah mid ka mid ah arrimaha ugu muhiimsan. Marka cabbirka qalabka uu yaraado, khasaaraha wax soo saarka ee ay keenaan walxaha ayaa sii kordhaya. Xitaa qashinka cabbirka hoose ee ka dhasha jajabyada yaryar, kala-goynta dahaarka, ama burburka dusha sare waxay sababi karaan cillado dilaa ah oo ku dhaca waferada horumarsan.

Dildilaaca cadaadiska kulaylka waa caqabad kale oo muddo dheer soo jirtay. Inkasta oo silikoon carbide uu leeyahay xasillooni kuleyl oo aad u fiican, haddana wuxuu weli yahay walxo dhoobo ah oo jilicsan. Kuleylinta degdega ah ama heerkulka maxalliga ah oo aan isku mid ahayn waxay keeni kartaa dildilaacyo geesaha dhismaha, godadka wafer, ama isgoysyada alwaaxa.

Wareegga kulaylka muddada dheer wuxuu sidoo kale horseedi karaa isbeddel tartiib tartiib ah ama gurguur ah, gaar ahaan doomaha waaweyn ee wafer-ka ee loo isticmaalo nidaamyada foornada toosan. Xitaa isbeddellada joomatari ee yar yar waxay beddeli karaan kala fogaanshaha wafer-ka iyo isku-midnimada socodka gaaska, taasoo saameyn ku yeelanaysa xakamaynta dhumucda oksaydhka iyo isku-dheellitirka qaybinta dopant-ka.

Kala-goynta dahaarka CVD waa arrin kale oo muhiim ah oo ku saabsan isku-kalsoonaanta nidaamyada SiC ee dahaarka leh. Maadaama substrate-ka garaafka iyo dahaarka SiC ay muujiyaan dabeecado kala duwan oo ballaarinta kulaylka ah, wareegga heerkulka sare ee soo noqnoqda ayaa ugu dambeyntii horseedda uruurinta walbahaarka ee is-dhexgalka.

Gunaanad

Nidaamyada foornada semiconductor-ka iyo oksaydhka, doonyaha wafer-ka dhoobada ah ee silicon carbide waxay door muhiim ah ka ciyaaraan ilaalinta xasilloonida kulaylka, xakamaynta wasakhowga, iyo hubinta isku-dhafka habka xaaladaha hawlgalka ee aadka u adag. Awooddooda kulaylka sare, adkaysi farsamo oo aad u fiican, iska caabinta heerkulka sare, iyo xasilloonida kiimikada ayaa ka dhigaya kuwo si isa soo taraysa loogama maarmaan u ah wax soo saarka semiconductor-ka ee horumarsan.

Maadaama teknoolojiyada habka semiconductor-ka ay sii wadaan inay horumaraan, iyagoo noqonaya kuwo sii adkaanaya, shuruudaha xakamaynta cilladahana ay sii adkaanayaan, muhiimadda nidaamyada side wafer-ka dhoobada ah ee horumarsan ayaa sii wadi doona inay sii kordhaan. Warshadaha casriga ah, caqabado badan oo la xiriira xakamaynta walxaha, isku-midnimada kulaylka, iyo isku halaynta ugu dambeyntii waxaa lagu raadraaci karaa isdhexgalka u dhexeeya dhaqanka wareegga kulaylka, xasilloonida agabka, iyo naqshadeynta nidaamka side wafer-ka.

Sidaas darteed, doomaha wafer-ka dhoobada ah ee silikoon carbide ayaa si dhakhso ah uga soo wareegaya qalabka foornada ee kaabayaasha ah una beddelaya qaybo muhiim ah oo loogu talagalay wax soo saarka semiconductor-ka jiilka soo socda.