Awọn ohun elo Raw Bọtini fun iṣelọpọ Semikondokito: Awọn oriṣi ti Awọn sobusitireti Wafer

Awọn sobusitireti Wafer bi Awọn ohun elo Koko ninu Awọn ẹrọ Semikondokito

Awọn sobusitireti Wafer jẹ awọn gbigbe ti ara ti awọn ẹrọ semikondokito, ati awọn ohun-ini ohun elo wọn taara pinnu iṣẹ ṣiṣe ẹrọ, idiyele, ati awọn aaye ohun elo. Ni isalẹ wa awọn oriṣi akọkọ ti awọn sobusitireti wafer pẹlu awọn anfani ati awọn aila-nfani wọn:

1.Silikoni (Si)

• Pipin ọja:Awọn akọọlẹ fun diẹ sii ju 95% ti ọja semikondokito agbaye.

• Awọn anfani:

  • Owo pooku:Awọn ohun elo aise lọpọlọpọ (silicon dioxide), awọn ilana iṣelọpọ ti ogbo, ati awọn ọrọ-aje to lagbara ti iwọn.

  • Ibamu ilana giga:Imọ-ẹrọ CMOS ti dagba gaan, atilẹyin awọn apa to ti ni ilọsiwaju (fun apẹẹrẹ, 3nm).

  • Didara kirisita ti o dara julọ:Awọn wafers iwọn ila opin nla (ni pataki 12-inch, 18-inch labẹ idagbasoke) pẹlu iwuwo abawọn kekere le dagba.

  • Awọn ohun-ini ẹrọ iduroṣinṣin:Rọrun lati ge, pólándì, ati mu.

• Awọn alailanfani:

  • Ibadi dín (1.12 eV):Giga jijo lọwọlọwọ ni awọn iwọn otutu ti o ga, diwọn ṣiṣe ẹrọ agbara diwọn.

  • Ibadi aiṣe-taara:Iṣiṣẹ itujade ina kekere pupọ, ko yẹ fun awọn ẹrọ optoelectronic gẹgẹbi awọn LED ati awọn lasers.

  • Alarinkiri elekitironi to lopin:Iṣẹ ṣiṣe-igbohunsafẹfẹ ti o kere ju ni akawe si awọn semikondokito agbo.
    

2.Gallium Arsenide (GaAs)

• Awọn ohun elo:Awọn ẹrọ RF ti o ga julọ (5G/6G), awọn ẹrọ optoelectronic (lesa, awọn sẹẹli oorun).

• Awọn anfani:

  • Arinrin elekitironi giga (5–6× ti ohun alumọni):Dara fun iyara-giga, awọn ohun elo igbohunsafẹfẹ giga gẹgẹbi ibaraẹnisọrọ millimeter-igbi.

  • Bandgap Taara (1.42 eV):Iyipada photoelectric ti o ga julọ, ipilẹ ti awọn laser infurarẹẹdi ati awọn LED.

  • Iwọn otutu ti o ga ati resistance ti itankalẹ:Dara fun Aerospace ati awọn agbegbe lile.

• Awọn alailanfani:

  • Iye owo nla:Awọn ohun elo to ṣoki, idagbasoke kirisita ti o nira (ifaramọ si awọn ibi-ipinnu), iwọn wafer lopin (paapa 6-inch).

  • Mekaniki Brittle:Prone to egugun, Abajade ni kekere processing ikore.

  • Oloro:Arsenic nilo mimu ti o muna ati awọn iṣakoso ayika.

3. Silikoni Carbide (SiC)

• Awọn ohun elo:Iwọn otutu giga ati awọn ẹrọ agbara foliteji giga (awọn oluyipada EV, awọn ibudo gbigba agbara), aaye afẹfẹ.

• Awọn anfani:

  • Ibadi nla (3.26 eV):Agbara didenukole giga (10 × ti ohun alumọni), ifarada iwọn otutu giga (iwọn otutu ti n ṣiṣẹ> 200 °C).

  • Imudara igbona giga (≈3× silikoni):Imukuro ooru ti o dara julọ, ṣiṣe iwuwo agbara eto ti o ga julọ.

  • Ipadanu iyipada kekere:Mu agbara iyipada ṣiṣe ṣiṣẹ.

• Awọn alailanfani:

  • Igbaradi sobusitireti ti o nija:Idagba kirisita ti o lọra (> ọsẹ 1), iṣakoso abawọn ti o nira (awọn micropipes, dislocations), iye owo ti o ga julọ (5-10 × silikoni).

  • Iwọn wafer kekere:Ni akọkọ 4-6 inch; 8-inch ṣi labẹ idagbasoke.

  • O nira lati ṣe ilana:Gidigidi lile (Mohs 9.5), ṣiṣe gige ati didan akoko-n gba.

4. Gallium Nitride (GAN)

• Awọn ohun elo:Awọn ẹrọ agbara igbohunsafẹfẹ giga (gbigba agbara yara, awọn ibudo ipilẹ 5G), Awọn LED / lesa buluu.

• Awọn anfani:

  • Arinrin elekitironi giga-giga + bandgap fife (3.4 eV):Darapọ ga-igbohunsafẹfẹ (> 100 GHz) ati ki o ga-foliteji išẹ.

  • Atako kekere:Din ẹrọ pipadanu agbara.

  • Heteroepitax ni ibamu:Ti o wọpọ lori ohun alumọni, safire, tabi awọn sobusitireti SiC, idinku idiyele.

• Awọn alailanfani:

  • Idagbasoke kirisita olopobobo nira:Heteroepitaxy jẹ ojulowo, ṣugbọn aiṣedeede lattice ṣafihan awọn abawọn.

  • Iye owo nla:Awọn sobusitireti GaN abinibi jẹ gbowolori pupọ (wafer 2-inch le jẹ ọpọlọpọ ẹgbẹrun USD).

  • Awọn italaya igbẹkẹle:Awọn iṣẹlẹ bii iṣubu lọwọlọwọ nilo iṣapeye.

5. Indium Phosphide (InP)

• Awọn ohun elo:Awọn ibaraẹnisọrọ opiti iyara giga (lesa, awọn olutọpa fọto), awọn ẹrọ terahertz.

• Awọn anfani:

  • Arinkiri elekitironi-giga:Ṣe atilẹyin> iṣẹ 100 GHz, ti o ga julọ GaAs.

  • Bandgap taara pẹlu ibaamu gigun gigun:Ohun elo mojuto fun awọn ibaraẹnisọrọ okun opiti 1.3-1.55 μm.

• Awọn alailanfani:

  • Brittle ati gbowolori pupọ:Iye owo sobusitireti kọja ohun alumọni 100×, awọn iwọn wafer lopin (4–6 inch).

6. oniyebiye (Al₂O₃)

• Awọn ohun elo:Imọlẹ LED (sobusitireti epitaxial GaN), gilasi ideri ẹrọ itanna olumulo.

• Awọn anfani:

  • Owo pooku:Pupọ din owo ju awọn sobusitireti SiC/GaN.

  • Iduroṣinṣin kemikali ti o dara julọ:Ibajẹ-sooro, idabobo giga.

  • Itumọ:Dara fun inaro LED ẹya.

• Awọn alailanfani:

  • Ai baramu latissi nla pẹlu GaN (> 13%):O fa iwuwo abawọn giga, to nilo awọn fẹlẹfẹlẹ ifipamọ.

  • Imudara igbona ti ko dara (~ 1/20 ti ohun alumọni):Awọn opin iṣẹ ṣiṣe ti awọn LED agbara-giga.

7. Awọn sobusitireti seramiki (AlN, BeO, ati bẹbẹ lọ)

• Awọn ohun elo:Awọn olutaja igbona fun awọn modulu agbara-giga.

• Awọn anfani:

  • Insulating + iṣiṣẹ igbona giga (AlN: 170–230 W/m·K):Dara fun apoti iwuwo giga.

• Awọn alailanfani:

  • Kirisitali ti kii ṣe ẹyọkan:Ko le ṣe atilẹyin taara idagbasoke ẹrọ, ti a lo nikan bi awọn sobusitireti apoti.

8. Pataki sobsitireti

• SOI (Silikoni lori Insulator):

  • Eto:Silikoni/SiO₂/ sandwich silikoni.

  • Awọn anfani:Din agbara parasitic dinku, ipanilara-lile, idinku jijo (lo ninu RF, MEMS).

  • Awọn alailanfani:30-50% gbowolori diẹ sii ju ohun alumọni olopobobo.

• Quartz (SiO₂):Lo ni photomasks ati MEMS; ga-otutu resistance sugbon gidigidi brittle.

• Diamond:Sobusitireti igbona ti o ga julọ (> 2000 W/m·K), labẹ R&D fun itusilẹ ooru to gaju.

Comparative Lakotan Table

Awọn ifosiwewe bọtini fun Yiyan Sobusitireti

• Awọn ibeere ṣiṣe:GaAs / InP fun giga-igbohunsafẹfẹ; SiC fun giga-foliteji, iwọn otutu giga; GaAs/InP/GaN fun optoelectronics.

• Awọn idiwọn iye owo:Olumulo Electronics ojurere silikoni; awọn aaye giga-giga le ṣe idalare awọn ere SiC/GaN.

• Idiju iṣọpọ:Ohun alumọni si maa wa irreplaceable fun CMOS ibamu.

• Itoju igbona:Awọn ohun elo agbara giga fẹ SiC tabi GaN ti o da lori diamond.

• Igbagbo pq ipese:Si > Sapphire > GaAs > SiC > GaN > InP.

Aṣa ojo iwaju

Isopọpọ orisirisi (fun apẹẹrẹ, GaN-on-Si, GaN-on-SiC) yoo ṣe iwọntunwọnsi iṣẹ ṣiṣe ati idiyele, awọn ilọsiwaju awakọ ni 5G, awọn ọkọ ina, ati iṣiro kuatomu.