Хагас хагас дамжуулагч дэлхийн хэмжээнд хагас дамжуулагчийн үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжийн үндсэн эд ангиудын үйлдвэрлэлийг нэмэгдүүлэхээр төлөвлөж байна. 2027 он гэхэд нийт 70 сая ам.долларын хөрөнгө оруулалтаар 20 мянган ам метр талбай бүхий шинэ үйлдвэр байгуулах зорилт тавин ажиллаж байна. Бидний үндсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн нэг болохцахиурын карбид (SiC) хавтан зөөгч, мөн мэдрэмтгий гэж нэрлэгддэг, мэдэгдэхүйц ахиц дэвшил гарсан. Тэгэхээр энэ өргүүрийг барьж байгаа тавиур яг юу вэ?
Өргөст ялтсын үйлдвэрлэлийн процесст эпитаксиаль давхаргууд нь төхөөрөмжүүдийг бий болгохын тулд тодорхой хавтанцар субстрат дээр баригдсан байдаг. Жишээлбэл, LED төхөөрөмжүүдэд зориулж GaAs эпитаксиаль давхаргыг цахиурын субстрат дээр, SBD ба MOSFET гэх мэт эрчим хүчний хэрэглээнд зориулж SiC эпитаксиаль давхаргыг дамжуулагч SiC субстрат дээр, HEMT гэх мэт RF-ийн хэрэглээнд зориулж GaN эпитаксиаль давхаргыг хагас тусгаарлагч SiC субстрат дээр бүтээдэг. . Энэ үйл явц нь үүнээс ихээхэн хамаардагхимийн уурын хуримтлал (CVD)тоног төхөөрөмж.
ЗСӨ-ний төхөөрөмжид хийн урсгал (хэвтээ, босоо), температур, даралт, тогтвортой байдал, бохирдол зэрэг янз бүрийн хүчин зүйлээс шалтгаалж субстратыг металл дээр эсвэл эпитаксиаль хуримтлуулах энгийн суурь дээр шууд байрлуулах боломжгүй. Тиймээс субстратыг байрлуулахын тулд мэдрэгчийг ашиглан CVD технологийг ашиглан эпитаксиаль хуримтлалыг идэвхжүүлдэг. Энэ мэдрэгч ньSiC бүрсэн бал чулуу мэдрэгч.
SiC бүрсэн бал чулуу мэдрэгч нь ихэвчлэн металл-органик химийн уурын хуримтлал (MOCVD) төхөөрөмжид нэг талст субстратыг дэмжих, халаахад ашиглагддаг. Дулааны тогтвортой байдал ба жигд байдал SiC бүрсэн бал чулуу мэдрэгчнь эпитаксиаль материалын өсөлтийн чанарт маш чухал бөгөөд тэдгээрийг MOCVD тоног төхөөрөмжийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болгодог (Veeco, Aixtron зэрэг MOCVD тоног төхөөрөмжийн тэргүүлэгч компаниуд). Одоогийн байдлаар MOCVD технологи нь энгийн, хяналттай өсөлтийн хурд, өндөр цэвэршилттэй тул цэнхэр LED-ийн GaN хальсны эпитаксиаль өсөлтөд өргөн хэрэглэгддэг. MOCVD реакторын чухал хэсэг болохын хувьдGaN хальсны эпитаксиаль өсөлтийг мэдэгчөндөр температурт тэсвэртэй, жигд дулаан дамжуулалт, химийн тогтвортой байдал, хүчтэй дулааны цохилтод тэсвэртэй байх ёстой. Графит нь эдгээр шаардлагыг бүрэн хангадаг.
MOCVD төхөөрөмжийн үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох бал чулуу мэдрэгч нь нэг талст субстратыг дэмжиж, халааж, хальс материалын жигд, цэвэр байдалд шууд нөлөөлдөг. Түүний чанар нь эпитаксиаль хавтанг бэлтгэхэд шууд нөлөөлдөг. Гэсэн хэдий ч ашиглалт ихэсч, янз бүрийн ажлын нөхцлөөр графит мэдрэгч нь амархан элэгдэж, хэрэглээний материал гэж тооцогддог.
MOCVD мэдрэгчүүдДараах шаардлагыг хангахын тулд бүрэх тодорхой шинж чанартай байх шаардлагатай.
- - Хамрах хүрээ сайтай:Бүрхүүл нь идэмхий хийн орчинд зэврэлтээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд өндөр нягтралтай бал чулууны мэдрэгчийг бүрэн бүрхсэн байх ёстой.
- - Холболтын өндөр бат бэх:Бүрхүүл нь графит мэдрэгчтэй хүчтэй наалдаж, өндөр ба бага температурын олон циклийг гуужуулалгүйгээр тэсвэрлэх ёстой.
- - Химийн тогтвортой байдал:Өндөр температур, идэмхий орчинд эвдрэлээс зайлсхийхийн тулд бүрхүүл нь химийн хувьд тогтвортой байх ёстой.
SiC нь зэврэлтэнд тэсвэртэй, өндөр дулаан дамжуулалт, дулааны цохилтод тэсвэртэй, химийн өндөр тогтвортой байдал зэргээрээ GaN эпитаксиаль орчинд сайн ажилладаг. Нэмж дурдахад, SiC-ийн дулааны тэлэлтийн коэффициент нь бал чулуутай төстэй бөгөөд SiC-ийг бал чулуу мэдрэгчтэй бүрээсэнд илүүд үздэг материал болгодог.
Одоогийн байдлаар SiC-ийн нийтлэг төрөлд 3C, 4H, 6H багтдаг бөгөөд тус бүр нь өөр өөр хэрэглээнд тохиромжтой. Жишээлбэл, 4H-SiC нь өндөр хүчин чадалтай төхөөрөмжүүдийг үйлдвэрлэх боломжтой, 6H-SiC нь тогтвортой бөгөөд оптоэлектроник төхөөрөмжид ашиглагддаг бол 3C-SiC нь GaN-тэй төстэй бүтэцтэй тул GaN эпитаксиаль давхарга үйлдвэрлэх болон SiC-GaN RF төхөөрөмжүүдэд тохиромжтой. β-SiC гэгддэг 3C-SiC нь голчлон хальс, бүрэх материал болгон ашигладаг тул бүрэх үндсэн материал болдог.
Бэлтгэх янз бүрийн арга байдагSiC бүрээс, үүнд sol-gel, шигтгээ, сойз, плазмаар цацах, химийн уурын урвал (CVR), химийн уурын хуримтлал (CVD).
Эдгээрийн дотроос суулгах арга нь өндөр температурт хатуу фазын синтеринг хийх процесс юм. Бал чулууны субстратыг Si, C нунтаг агуулсан нунтагт хийж, инертийн хийн орчинд синтерлэснээр бал чулууны субстрат дээр SiC бүрэх үүснэ. Энэ арга нь энгийн бөгөөд бүрхүүл нь субстраттай сайн холбогддог. Гэсэн хэдий ч бүрхүүл нь зузаан жигд бус, нүх сүвтэй байж болзошгүй тул исэлдэлтийн эсэргүүцэл муутай байдаг.
Шүршигч бүрэх арга
Шүршигч бүрэх арга нь шингэн түүхий эдийг бал чулууны субстратын гадаргуу дээр цацаж, тэдгээрийг тодорхой температурт хатууруулж, бүрээс үүсгэдэг. Энэ арга нь энгийн бөгөөд эдийн засгийн хувьд хэмнэлттэй боловч бүрэх ба субстрат хоорондын холбоо сул, бүрэх жигд байдал муу, исэлдэлтийн эсэргүүцэл багатай нимгэн бүрээстэй тул туслах аргуудыг шаарддаг.
Ион туяа цацах арга
Ион цацрагаар цацах нь хайлсан эсвэл хэсэгчлэн хайлсан материалыг графит субстратын гадаргуу дээр шүршихийн тулд ион цацрагийн бууг ашигладаг бөгөөд хатуурах үед бүрээс үүсгэдэг. Энэ арга нь энгийн бөгөөд нягт SiC бүрээсийг үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч нимгэн бүрхүүл нь исэлдэлтийн эсэргүүцэл багатай байдаг бөгөөд чанарыг сайжруулахын тулд SiC нийлмэл бүрээсийг ихэвчлэн ашигладаг.
Sol-Gel арга
Сол-гелийн арга нь жигд, тунгалаг уусмал бэлтгэх, субстратын гадаргууг бүрхэх, хатаах, шингэлэх дараа бүрхүүлийг авах явдал юм. Энэ арга нь энгийн бөгөөд хэмнэлттэй боловч дулааны цочролын эсэргүүцэл багатай, хагаралд өртөмтгий бүрээсийг бий болгож, өргөн хэрэглээг хязгаарладаг.
Химийн уурын урвал (CVR)
CVR нь Si, SiO2 нунтагыг өндөр температурт ашиглан SiO уур үүсгэдэг бөгөөд энэ нь нүүрстөрөгчийн материалын субстраттай урвалд орж SiC бүрээсийг үүсгэдэг. Үүссэн SiC бүрэх нь субстраттай нягт холбогддог боловч процесс нь өндөр урвалын температур, зардал шаарддаг.
Химийн уурын хуримтлал (CVD)
CVD нь SiC бүрээсийг бэлтгэх үндсэн техник юм. Энэ нь графит субстратын гадаргуу дээрх хийн фазын урвалыг хамардаг бөгөөд түүхий эд нь физик, химийн урвалд орж, SiC бүрэх хэлбэрээр хуримтлагддаг. CVD нь субстратын исэлдүүлэх, устгах эсэргүүцлийг сайжруулдаг нягт наалдсан SiC бүрээсийг үүсгэдэг. Гэсэн хэдий ч ЗСӨ нь удаан хуримтлагдах хугацаатай бөгөөд хорт хийтэй байж болно.
Зах зээлийн байдал
SiC бүрсэн бал чулууны мэдрэгчийн зах зээлд гадаадын үйлдвэрлэгчид ихээхэн тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг бөгөөд зах зээлийн өндөр хувийг эзэлдэг. Semicera нь бал чулуун субстрат дээр SiC бүрэх жигд ургах үндсэн технологийг даван туулж, дулаан дамжилтын илтгэлцүүр, уян хатан модуль, хөшүүн чанар, торны согог болон бусад чанарын асуудлыг шийдвэрлэх шийдлүүдийг гаргаж, MOCVD-ийн тоног төхөөрөмжийн шаардлагыг бүрэн хангасан.
Ирээдүйн төлөв
Хятадын хагас дамжуулагчийн үйлдвэр MOCVD-ийн эпитаксиаль төхөөрөмжийн нутагшуулалт нэмэгдэж, хэрэглээг өргөжүүлснээр хурдацтай хөгжиж байна. SiC бүрсэн графит мэдрэгчийн зах зээл хурдан өсөх төлөвтэй байна.
Дүгнэлт
Нийлмэл хагас дамжуулагч төхөөрөмжийн чухал бүрэлдэхүүн хэсэг болох үндсэн үйлдвэрлэлийн технологийг эзэмшиж, SiC бүрсэн графит мэдрэгчийг нутагшуулах нь Хятадын хагас дамжуулагчийн салбарт стратегийн чухал ач холбогдолтой юм. Дотоодын SiC-аар бүрсэн бал чулуу мэдрэгчтэй талбар хөгжиж, бүтээгдэхүүний чанар олон улсын түвшинд хүрч байна.Хагасэнэ чиглэлээр тэргүүлэгч ханган нийлүүлэгч болохыг эрмэлзэж байна.
Шуудангийн цаг: 2024 оны 7-р сарын 17