مونوكرىستال كىرىمىنىينىڭ ئۆسۈپ يېتىلىش ئۇسۇللىرى ھەققىدە ئەتراپلىق چۈشەنچە

مونوكرىستال كىرىمىنىينىڭ ئۆسۈپ يېتىلىش ئۇسۇللىرى ھەققىدە ئەتراپلىق چۈشەنچە

1. مونوكرىستال كىرىمىنىي تەرەققىياتىنىڭ ئارقا كۆرۈنۈشى

تېخنىكىنىڭ تەرەققىي قىلىشى ۋە يۇقىرى ئۈنۈملۈك ئەقلىي ئىقتىدارلىق مەھسۇلاتلارغا بولغان ئېھتىياجنىڭ ئېشىشى توپلاشتۇرۇلغان توك يولى (IC) كەسپىنىڭ دۆلەت تەرەققىياتىدىكى يادرولۇق ئورنىنى تېخىمۇ مۇستەھكەملىدى. IC كەسپىنىڭ ئۇل تېشى بولۇش سۈپىتى بىلەن ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ يەككە كىرىستاللىق كرېمنىي تېخنىكىدا يېڭىلىق يارىتىش ۋە ئىقتىسادنىڭ ئېشىشىنى ئىلگىرى سۈرۈشتە ئىنتايىن مۇھىم رول ئوينايدۇ.

خەلقئارا يېرىم ئۆتكۈزگۈچ سانائىتى جەمئىيىتىنىڭ سانلىق مەلۇماتلىرىغا قارىغاندا ، يەر شارى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ۋافېر بازىرىنىڭ سېتىلىش مىقدارى 12 مىليارد 600 مىليون دوللارغا يېتىپ ، مال چىقىرىش مىقدارى 14 مىليارد 200 مىليون كۋادرات سانتىمېتىرغا يەتكەن. ئۇنىڭ ئۈستىگە ، كرېمنىيلىق ۋافېرغا بولغان ئېھتىياج ئۈزلۈكسىز ئاشماقتا.

قانداقلا بولمىسۇن ، يەرشارىدىكى كرېمنىيلىق ۋافېر سانائىتى بىر قەدەر مەركەزلەشكەن ، ئالدىنقى بەش تەمىنلىگۈچى بازار ئۈلۈشىنىڭ% 85 تىن كۆپرەكىنى ئىگىلىدى ، تۆۋەندە كۆرسىتىلگەندەك:

• شىن-ئېتسۇ خىمىيىلىك (ياپونىيە)

• SUMCO (ياپونىيە)

• Global Wafers

• سىلترونىك (گېرمانىيە)

• SK Siltron (كورېيە)

بۇ زومىگەرلىك جۇڭگونىڭ ئىمپورت قىلىنغان يەككە كرىستال كرېمنىيلىق ۋافېرغا ئېغىر دەرىجىدە تايىنىشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، بۇ دۆلەتنىڭ بىر گەۋدىلەشكەن توك يولى كەسپىنىڭ تەرەققىياتىنى چەكلەيدىغان مۇھىم توسالغۇلارنىڭ بىرىگە ئايلاندى.

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ كرېمنىي يەككە كرىستال ياساش كەسپىدىكى نۆۋەتتىكى خىرىسلارنى يېڭىش ئۈچۈن ، تەتقىقات ۋە تەرەققىياتقا مەبلەغ سېلىش ۋە دۆلەت ئىچى ئىشلەپچىقىرىش ئىقتىدارىنى كۈچەيتىش مۇقەررەر تاللاش.

2. مونوكرىستال كىرىمىنىي ماتېرىيالىنىڭ ئومۇمىي ئەھۋالى

مونوكرىستال كرېمنىي توپلاشتۇرۇلغان توك يولى كەسپىنىڭ ئاساسى. ھازىرغا قەدەر ،% 90 تىن ئارتۇق IC ئۆزىكى ۋە ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەر ئاساسلىق كىرىستال كرېمنىينى ئاساسلىق ماتېرىيال قىلىپ ياسالغان. يەككە كرىستال كرېمنىيغا بولغان ئېھتىياج ۋە ئۇنىڭ كۆپ خىل سانائەت قوللىنىشچانلىقى بىر قانچە ئامىلغا باغلىق:

1. بىخەتەرلىك ۋە مۇھىت ئاسرايدۇ: كىرىمنىي يەر پوستىدا مول ، زەھەرلىك ئەمەس ، مۇھىت ئاسرايدۇ.

2. Electrical Insulation: كرېمنىي تەبىئىي ھالدا ئېلېكترنىڭ ئىزولياتسىيىلىك خۇسۇسىيىتىنى نامايەن قىلىدۇ ، ئىسسىقلىقنى بىر تەرەپ قىلغاندا ، ئۇ كرېمنىي تۆت ئوكسىدنىڭ قوغداش قەۋىتىنى شەكىللەندۈرىدۇ ، بۇ توك زەرەتلەشنىڭ ئۈنۈملۈك ئالدىنى ئالىدۇ.

3. پىشىپ يېتىلىش تېخنىكىسى: كرېمنىينىڭ ئۆسۈپ يېتىلىش جەريانىدىكى تېخنىكا تەرەققىياتىنىڭ ئۇزۇن تارىخى ئۇنى باشقا يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللارغا قارىغاندا تېخىمۇ مۇرەككەپ قىلدى.

بۇ ئامىللار بىرلىكتە يەككە كرىستال كرېمنىينى سانائەتنىڭ ئالدىنقى قاتارىدا ساقلاپ ، ئۇنى باشقا ماتېرىياللارنىڭ ئورنىنى باسالمايدۇ.

خرۇستال قۇرۇلما جەھەتتە ، يەككە كرىستال كرېمنىي كرېمنىي ئاتوملىرىدىن قەرەللىك رېشاتكىغا ئورۇنلاشتۇرۇلغان ماتېرىيال بولۇپ ، ئۇدا قۇرۇلما ھاسىل قىلىدۇ. ئۇ ئۆزەك ياساش كەسپىنىڭ ئاساسى.

تۆۋەندىكى دىئاگراممىدا يەككە كىرىستاللىق كرېمنىي تەييارلاشنىڭ تولۇق جەريانى كۆرسىتىلدى:

جەريان ئومۇمىي ئەھۋالى:
مونوكرىستاللىق كرېمنىي كرېمنىي رۇدىسىدىن بىر قاتار پىششىقلاپ ئىشلەش باسقۇچلىرى ئارقىلىق ھاسىل قىلىنغان. ئالدى بىلەن پولى كرىستاللىق كرېمنىيغا ئېرىشىدۇ ، ئاندىن خرۇستال ئۆسۈش ئوچىقىدا يەككە كىرىستال كرېمنىيغا ئايلىنىدۇ. ئۇنىڭدىن كېيىن ، ئۇ ئۈزۈلۈپ ، سىلىقلىنىپ ، ئۆزەك ياساشقا ماس كېلىدىغان كرېمنىيلىق ۋافېرغا پىششىقلاپ ئىشلىنىدۇ.

كرېمنىيلىق ۋافېر ئادەتتە ئىككى تۈرگە بۆلىنىدۇ:يورۇقلۇق ۋولت دەرىجىسىۋەيېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىسى. بۇ ئىككى خىل تىپ ئاساسلىقى ئۇلارنىڭ قۇرۇلمىسى ، ساپلىقى ۋە يەر يۈزىنىڭ سۈپىتى بىلەن ئوخشىمايدۇ.

• يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىك ۋافېرپەۋقۇلئاددە يۇقىرى ساپلىق نىسبىتى% 99.999999999 كە يېتىدۇ ، ھەمدە يەككە مونوپول بولۇشى تەلەپ قىلىنىدۇ.

• فوتوۋولتلۇق دەرىجىدىكى ۋافېرساپلىقى بىر قەدەر تۆۋەن ، ساپلىق دەرىجىسى% 99.99 دىن% 99.9999 گىچە بولىدۇ ، خرۇستال سۈپەتكە قارىتا بۇنداق قاتتىق تەلەپ يوق.

ئۇنىڭدىن باشقا ، يېرىم ئۆتكۈزگۈچ دەرىجىلىك ۋافېرلار يورۇقلۇق ۋولت دەرىجىلىك ۋافېرلارغا قارىغاندا يەر يۈزىنىڭ سىلىقلىقى ۋە پاكىزلىقىنى تەلەپ قىلىدۇ. يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ۋافېرنىڭ تېخىمۇ يۇقىرى ئۆلچىمى ئۇلارنىڭ تەييارلىقنىڭ مۇرەككەپلىكىنى ۋە قوللىنىشچان پروگراممىلارنىڭ كېيىنكى قىممىتىنى ئاشۇرىدۇ.

تۆۋەندىكى دىئاگراممىدا يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ۋافېر ئۆلچىمىنىڭ تەدرىجىي تەرەققىي قىلغانلىقى كۆرسىتىلدى ، بۇلار دەسلەپكى 4 دىيۇملۇق (100 مىللىمېتىر) ۋە 6 دىيۇملۇق (150 مىللىمېتىر) لىق ۋافېردىن ھازىرقى 8 دىيۇملۇق (200 مىللىمېتىر) ۋە 12 دىيۇملۇق (300 مىللىمېتىر) لىق ۋافېرغا يەتتى.

ئەمەلىي كرېمنىيلىق يەككە كرىستال تەييارلىقتا ، ۋافېرنىڭ ئۆلچىمى قوللىنىشچان تىپ ۋە تەننەرخ ئامىلىغا ئاساسەن ئوخشاش بولمايدۇ. مەسىلەن ، ئىچكى ساقلىغۇچ ئۆزىكى ئادەتتە 12 دىيۇملۇق ۋافېر ئىشلىتىدۇ ، ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى ھەمىشە 8 دىيۇملۇق ۋافېر ئىشلىتىدۇ.

يىغىپ ئېيتقاندا ، ۋافېر چوڭلۇقىنىڭ ئۆزگىرىشى مور قانۇنى ۋە ئىقتىسادىي ئامىللارنىڭ نەتىجىسى. تېخىمۇ چوڭ ۋافېر چوڭلۇقى ئوخشاش بىر تەرەپ قىلىش شارائىتىدا تېخىمۇ كۆپ ئىشلىتىلىدىغان كرېمنىي رايونىنىڭ ئۆسۈشىگە شارائىت ھازىرلاپ ، ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخىنى تۆۋەنلىتىش بىلەن بىللە ، ۋافېر قىرغاقلىرىدىكى ئەخلەتلەرنى ئازايتىدۇ.

يېرىم ئۆتكۈزگۈچ كرېمنىيلىق ۋافېر زامانىۋى تېخنىكا تەرەققىياتىدىكى ھەل قىلغۇچ ماتېرىيال بولۇش سۈپىتى بىلەن ، فوتوگرافىيە ۋە ئىئون كۆچۈرۈش قاتارلىق ئېنىق جەريانلار ئارقىلىق ، يۇقىرى قۇۋۋەتلىك تەڭشىگۈچ ، ترانسېنىتسور ، ئىككى قۇتۇپلۇق ئۇلىنىش تىرانسفورموتور ۋە ئالماشتۇرۇش ئۈسكۈنىسى قاتارلىق ھەر خىل ئېلېكترونلۇق ئۈسكۈنىلەرنى ئىشلەپچىقىرىش ئىمكانىيىتىگە ئىگە قىلىدۇ. بۇ ئۈسكۈنىلەر سۈنئىي ئىدراك ، 5G خەۋەرلىشىش ، ماشىنا ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى ، ئىنتېرنېت تورى ۋە ئالەم قاتنىشى قاتارلىق ساھەلەردە مۇھىم رول ئويناپ ، مىللىي ئىقتىسادىي تەرەققىيات ۋە تېخنىكىدا يېڭىلىق يارىتىشنىڭ ئۇل تېشىنى شەكىللەندۈرىدۇ.

3. مونوكرىستال كىرىمىنىينىڭ ئۆسۈپ يېتىلىش تېخنىكىسى

TheCzochralski (CZ) ئۇسۇلىيۇقىرى سۈپەتلىك يەككە كرىستال ماتېرىيالنى ئېرىتىشنىڭ ئۈنۈملۈك جەريانى. Jan Czochralski تەرىپىدىن 1917-يىلى ئوتتۇرىغا قويۇلغان ، بۇ ئۇسۇل يەنە دەپمۇ ئاتىلىدۇCrystal Pullingmethod.

ھازىر ، CZ ئۇسۇلى ھەر خىل يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ماتېرىياللارنى تەييارلاشتا كەڭ قوللىنىلىۋاتىدۇ. تولۇق بولمىغان ئىستاتىستىكىغا قارىغاندا ، تەخمىنەن% 98 ئېلېكترونلۇق زاپچاس يەككە كرىستال كرېمنىيدىن ياسالغان ، بۇ زاپچاسلارنىڭ% 85 ى CZ ئۇسۇلى ئارقىلىق ئىشلەپچىقىرىلغان.

CZ ئۇسۇلى ئەلا سۈپەتلىك كىرىستال سۈپىتى ، كونترول قىلغىلى بولىدىغان چوڭ-كىچىكلىكى ، ئېشىش سۈرئىتى تېز ، ئىشلەپچىقىرىش ئۈنۈمى يۇقىرى بولغانلىقى ئۈچۈن ياقتۇرۇلىدۇ. بۇ ئالاھىدىلىكلەر ئېلېكترون سانائىتىدىكى يۇقىرى سۈپەتلىك ، كەڭ كۆلەملىك ئېھتىياجنى قاندۇرۇش ئۈچۈن CZ يەككە كرىستال كرېمنىينى ئەڭ ياخشى كۆرىدىغان ماتېرىيالغا ئايلاندۇردى.

CZ يەككە كرىستال كرېمنىينىڭ ئۆسۈش پرىنسىپى تۆۋەندىكىچە:

CZ جەريانى يۇقىرى تېمپېراتۇرا ، ۋاكۇئۇم ۋە يېپىق مۇھىتقا موھتاج. بۇ جەرياندىكى ئاچقۇچلۇق ئۈسكۈنىلەرخرۇستال ئۆسۈش ئوچىقى، بۇ شارائىتلارنى ئاسانلاشتۇرىدۇ.

تۆۋەندىكى دىئاگراممىدا خرۇستال ئۆسۈش ئوچاقنىڭ قۇرۇلمىسى تەسۋىرلەنگەن.

CZ جەريانىدا ساپ كرېمنىي كرېستكە ئېرىپ ، ئېرىپ ، ئېرىتىلگەن كرېمنىيغا ئۇرۇق كىرىستال كىرگۈزۈلىدۇ. تېمپېراتۇرا ، تارتىش نىسبىتى ۋە ھالقىلىق ئايلىنىش سۈرئىتى قاتارلىق پارامېتىرلارنى ئېنىق كونترول قىلىش ئارقىلىق ، ئۇرۇق كىرىستال ۋە ئېرىتىلگەن كرېمنىينىڭ كۆرۈنمە يۈزىدىكى ئاتوم ياكى مولېكۇلا ئۇدا قايتا تەشكىللىنىپ ، سىستېما سوۋۇپ مۇستەھكەملىنىپ ، ئاخىرىدا يەككە خرۇستال شەكىللىنىدۇ.

بۇ خرۇستال ئۆسۈش تېخنىكىسى ئالاھىدە خرۇستال يۆنىلىشلىك يۇقىرى سۈپەتلىك ، دىئامېتىرى چوڭ يەككە كرىستال كىرىمنىي ئىشلەپچىقىرىدۇ.

ئۆسۈش جەريانى بىر قانچە ھالقىلىق باسقۇچنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:

1. چۇۋۇش ۋە يۈكلەش: خرۇستالنى چىقىرىپ تاشلاپ ، ئوچاق ۋە زاپچاسلارنى كۋارتس ، گرافت ياكى باشقا بۇلغانمىلاردىن بۇلغانغان ماددىلارنى پاكىز تازىلاڭ.

2. ۋاكۇئۇم ۋە ئېرىتىش: بۇ سىستېما ۋاكۇئۇمغا يۆتكىلىدۇ ، ئاندىن ئارگون گازى كىرگۈزۈلۈپ ، كرېمنىي زەرەتلىگۈچ قىزىتىلىدۇ.

3. Crystal Pulling: ئۇرۇق كىرىستال ئېرىتىلگەن كرېمنىيغا چۈشۈرۈلۈپ ، كۆرۈنمە يۈزىنىڭ تېمپېراتۇرىسى ئەستايىدىل كونترول قىلىنىپ ، مۇۋاپىق كىرىستاللاشقا كاپالەتلىك قىلىنىدۇ.

4. مۈرىسى ۋە دىئامېتىرىنى كونترول قىلىش: خرۇستالنىڭ ئۆسۈشىگە ئەگىشىپ ، ئۇنىڭ دىئامېتىرى ئىنچىكىلىك بىلەن كۆزىتىلىپ ۋە تەڭشەپ ، بىردەك ئۆسۈشىگە كاپالەتلىك قىلىنىدۇ.

5. ئۆسۈش ۋە ئوچاقنى تاقاش: كۆزلىگەن خرۇستال چوڭلۇققا يەتكەندىن كېيىن ، ئوچاق ئېتىلىپ ، خرۇستال ئېلىۋېتىلىدۇ.

بۇ جەرياندىكى ئىنچىكە قەدەملەر يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ياساشقا ماس كېلىدىغان يۇقىرى سۈپەتلىك ، نۇقسانسىز يەككە كرىستاللارنىڭ بارلىققا كېلىشىگە كاپالەتلىك قىلىدۇ.

4. مونوكرىستال كىرىمىنىي ئىشلەپچىقىرىشتىكى رىقابەت

چوڭ دىئامېتىرى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ يەككە كرىستال ئىشلەپچىقىرىشتىكى ئاساسلىق رىقابەتلەرنىڭ بىرى ئۆسۈش جەريانىدا تېخنىكىلىق توسالغۇلارنى يېڭىش ، بولۇپمۇ خرۇستال كەمتۈكلۈكنى مۆلچەرلەش ۋە كونترول قىلىشتا.

1. ماس كەلمەيدىغان مونوپوللۇق سۈپەت ۋە تۆۋەن ھوسۇل: كرېمنىي يەككە كرىستالنىڭ چوڭ-كىچىكلىكىگە ئەگىشىپ ، ئۆسۈش مۇھىتىنىڭ مۇرەككەپلىكى ئېشىپ ، ئىسسىقلىق ، ئېقىن ۋە ماگنىت مەيدانى قاتارلىق ئامىللارنى كونترول قىلىش تەسكە توختايدۇ. بۇ ئىزچىل سۈپەت ۋە تېخىمۇ يۇقىرى مەھسۇلاتقا ئېرىشىش ۋەزىپىسىنى مۇرەككەپلەشتۈرىدۇ.

2. تۇراقسىز كونترول جەريانى: يېرىم ئۆتكۈزگۈچ كرېمنىي يەككە كرىستالنىڭ ئۆسۈش جەريانى ئىنتايىن مۇرەككەپ بولۇپ ، كۆپ خىل فىزىكىلىق ساھە ئۆز-ئارا تەسىر كۆرسىتىپ ، كونترول ئېنىقلىقىنى تۇراقسىز قىلىپ ، مەھسۇلاتنىڭ تۆۋەن مەھسۇلات مىقدارىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. نۆۋەتتىكى كونترول ئىستراتېگىيىسى ئاساسلىقى خرۇستالنىڭ ماكروسكوپ ئۆلچىمىگە مەركەزلەشتى ، ھالبۇكى سۈپەت يەنىلا قول تەجرىبىسىگە ئاساسەن تەڭشەلدى ، IC ئۆزەكلىرىدىكى مىكرو ۋە نانو ياساش تەلىپىگە ماسلىشىش تەسكە توختايدۇ.

بۇ خىرىسلارنى ھەل قىلىش ئۈچۈن ، كىرىستال سۈپىتىنى ھەقىقىي ، توردا نازارەت قىلىش ۋە ئالدىن پەرەز قىلىش ئۇسۇللىرىنى تەرەققىي قىلدۇرۇش جىددىي كونترول قىلىش سىستېمىسىنى ياخشىلاش بىلەن بىللە ، چوڭ مونوپوللارنىڭ مۇقىم ، سۈپەتلىك ئىشلەپچىقىرىلىشىغا كاپالەتلىك قىلىپ ، توپلاشتۇرۇلغان توك يولىغا ئىشلىتىلىدۇ.