يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئىشلەپچىقىرىشتىكى ئاساسلىق خام ماتېرىيال: ۋافېر تارماق لىنىيىسىنىڭ تۈرلىرى

Wafer يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلىرىدىكى مۇھىم ماتېرىياللار

Wafer تارماق زاپچاسلىرى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ ئۈسكۈنىلەرنىڭ فىزىكىلىق توشۇغۇچىسى بولۇپ ، ئۇلارنىڭ ماتېرىيال خۇسۇسىيىتى ئۈسكۈنىنىڭ ئىقتىدارى ، تەننەرخى ۋە قوللىنىش ساھەسىنى بىۋاسىتە بەلگىلەيدۇ. تۆۋەندە ئۇلارنىڭ ئەۋزەللىكى ۋە كەمچىلىكى بىلەن بىللە ۋافېرنىڭ كىچىك تۈرلىرىنىڭ ئاساسلىق تۈرلىرى بار:

1.كىرىمنىي (Si)

• بازار ئۈلۈشى:يەر شارى يېرىم ئۆتكۈزگۈچ بازىرىنىڭ% 95 تىن كۆپرەكىنى ئىگىلەيدۇ.

• ئارتۇقچىلىقى:

  • تۆۋەن تەننەرخ:مول خام ئەشيا (كرېمنىي تۆت ئوكسىد) ، پىشقان ئىشلەپچىقىرىش جەريانى ۋە كۆلىمى كۈچلۈك ئىقتىساد.

  • يۇقىرى جەريان ماسلىشىشچانلىقى:CMOS تېخنىكىسى يۇقىرى پىشىپ يېتىلگەن ، ئىلغار تۈگۈنلەرنى قوللايدۇ (مەسىلەن ، 3nm).

  • ئەلا سۈپەتلىك كىرىستال سۈپىتى:كەمتۈكلۈك زىچلىقى چوڭ بولغان دىئامېتىرى چوڭ ۋافېرلارنى (ئاساسلىقى 12 دىيۇملۇق ، 18 دىيۇملۇق تەرەققىي قىلدۇرۇلىدۇ) ئۆستۈرگىلى بولىدۇ.

  • مۇقىم مېخانىكىلىق خۇسۇسىيەت:كېسىش ، سىلىقلاش ۋە بىر تەرەپ قىلىش ئاسان.

• كەمچىلىكى:

  • تار بەلۋاغ (1.12 eV):يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا ئېقىپ كېتىش ئېقىمى ، ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىنىڭ ئۈنۈمىنى چەكلەيدۇ.

  • ۋاسىتىلىك بەلۋاغ:ئىنتايىن تۆۋەن يورۇقلۇق چىقىرىش ئۈنۈمى ، LED ۋە لازېر قاتارلىق ئوپتىكىلىق ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرىگە ماس كەلمەيدۇ.

  • ئېلېكترونلۇق يۆتكىلىشچانلىقى چەكلىك:بىرىكمە يېرىم ئۆتكۈزگۈچكە سېلىشتۇرغاندا يۇقىرى چاستوتىلىق ئىقتىدار ناچار.
    

2.Gallium Arsenide (GaAs)

• قوللىنىشچان پروگراممىلار:يۇقىرى چاستوتىلىق RF ئۈسكۈنىلىرى (5G / 6G) ، ئوپتىكىلىق ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى (لازېر ، قۇياش ھۈجەيرىسى).

• ئارتۇقچىلىقى:

  • يۇقىرى ئېلېكترونلۇق ھەرىكەتچانلىقى (كرېمنىينىڭ 5-6 ×):مىللىمېتىر دولقۇن ئالاقىسى قاتارلىق يۇقىرى سۈرئەتلىك ، يۇقىرى چاستوتىلىق قوللىنىشچان پروگراممىلارغا ماس كېلىدۇ.

  • بىۋاسىتە بەلۋاغ (1.42 eV):يۇقىرى ئۈنۈملۈك فوتو ئېلېكتر ئۆزگەرتىش ، ئىنفىرا قىزىل نۇرلۇق لازېر ۋە LED نىڭ ئاساسى.

  • يۇقىرى تېمپېراتۇرا ۋە رادىئاتسىيەگە قارشى تۇرۇش كۈچى:ئالەم قاتنىشى ۋە ناچار مۇھىتقا ماس كېلىدۇ.

• كەمچىلىكى:

  • يۇقىرى تەننەرخ:كەم ئۇچرايدىغان ماتېرىيال ، خىرۇستالنىڭ ئۆسۈشى (يۆتكىلىشكە مايىل) ، ۋافېرنىڭ چوڭلۇقى (ئاساسلىقى 6 دىيۇم).

  • بۇزۇلغان مېخانىكلار:ئاسانلا سۇنۇپ كېتىدۇ ، نەتىجىدە پىششىقلاپ ئىشلەش ئۈنۈمى تۆۋەن بولىدۇ.

  • زەھەرلىك:ئارسېنكا قاتتىق بىر تەرەپ قىلىش ۋە مۇھىتنى كونترول قىلىشنى تەلەپ قىلىدۇ.

3. كىرىمنىي كاربون (SiC)

• قوللىنىشچان پروگراممىلار:يۇقىرى تېمپېراتۇرا ۋە يۇقىرى بېسىملىق ئېلېكتر ئۈسكۈنىلىرى (EV تەتۈر ئايلىنىش ، توك قاچىلاش پونكىتى) ، ئالەم قاتنىشى.

• ئارتۇقچىلىقى:

  • كەڭ بەلۋاغ (3.26 eV):يۇقىرى پارچىلىنىش كۈچى (كرېمنىينىڭ 10 ×) ، يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا بەرداشلىق بېرىش ئىقتىدارى (مەشغۇلات تېمپېراتۇرىسى> 200 سېلسىيە گرادۇس).

  • يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى (≈3 × كرېمنىي):مۇنەۋۋەر ئىسسىقلىق تارقىتىش ، تېخىمۇ يۇقىرى سىستېمىنىڭ توك زىچلىقىنى قوزغىتىدۇ.

  • تۆۋەن ئالماشتۇرۇش:قۇۋۋەت ئايلاندۇرۇش ئۈنۈمىنى ئۆستۈرىدۇ.

• كەمچىلىكى:

  • تارماق بالا تەييارلاشقا جەڭ ئېلان قىلىش:خرۇستالنىڭ ئۆسۈشى ئاستا (> 1 ھەپتە) ، كەمتۈكلۈكنى كونترول قىلىش (مىكرو تۇرۇبا ، يۆتكىلىش) ، تەننەرخى ئىنتايىن يۇقىرى (5-10 × كرېمنىي).

  • كىچىك ۋافېر چوڭلۇقى:ئاساسلىقى 4-6 دىيۇم 8 دىيۇملۇق تەتقىق قىلىنىۋاتىدۇ.

  • بىر تەرەپ قىلىش تەس:بەك جاپالىق (Mohs 9.5) ، كېسىش ۋە سىلىقلاش ۋاقىت ئىسراپ قىلىدۇ.

4. Gallium Nitride (GaN)

• قوللىنىشچان پروگراممىلار:يۇقىرى چاستوتىلىق توك ئۈسكۈنىلىرى (تېز توك قاچىلاش ، 5G ئاساسى پونكىتى) ، كۆك LED / لازېر.

• ئارتۇقچىلىقى:

  • دەرىجىدىن تاشقىرى يۇقىرى ئېلېكترونلۇق ھەرىكەتچانلىقى + كەڭ بەلۋاغ (3.4 eV):يۇقىرى چاستوتىلىق (> 100 GHz) ۋە يۇقىرى بېسىملىق ئىقتىدارنى بىرلەشتۈرگەن.

  • قارشىلىق كۈچى تۆۋەن:ئۈسكۈنىنىڭ توك سەرپىياتىنى تۆۋەنلىتىدۇ.

  • Heteroepitaxy ماس كېلىدۇ:ئادەتتە كرېمنىي ، كۆك ياقۇت ياكى SiC تارماق ئېغىزىدا ئۆستۈرۈلۈپ ، تەننەرخنى تۆۋەنلىتىدۇ.

• كەمچىلىكى:

  • توپ كىرىستالنىڭ ئۆسۈشى قىيىن:Heteroepitaxy ئاساسىي ئېقىن ، ئەمما رېشاتكىنىڭ ماس كەلمەسلىكى كەمتۈكلۈكنى تونۇشتۇرىدۇ.

  • يۇقىرى تەننەرخ:يەرلىك GaN نىڭ ئاستى قىسمى ناھايىتى قىممەت (2 دىيۇملۇق ۋافېرنىڭ باھاسى نەچچە مىڭ دوللار).

  • ئىشەنچلىك رىقابەت:نۆۋەتتىكى يىمىرىلىش قاتارلىق ھادىسىلەر ئەلالاشتۇرۇشنى تەلەپ قىلىدۇ.

5. ئىندىي فوسفىد (InP)

• قوللىنىشچان پروگراممىلار:يۇقىرى سۈرئەتلىك ئوپتىكىلىق خەۋەرلىشىش (لازېر ، فوتو ئېلېكتر ئۈسكۈنىسى) ، تېرېرتز ئۈسكۈنىلىرى.

• ئارتۇقچىلىقى:

  • دەرىجىدىن تاشقىرى يۇقىرى ئېلېكترونلۇق ھەرىكەتچانلىقى:100 GHz مەشغۇلاتنى قوللايدۇ ، GaA دىن ئېشىپ كەتتى.

  • دولقۇن ئۇزۇنلۇقى ماس كېلىدىغان بىۋاسىتە بەلۋاغ:1.3-1.55 مىللىمېتىرلىق ئوپتىك تالا ئالاقىسىنىڭ يادرولۇق ماتېرىيالى.

• كەمچىلىكى:

  • چۈرۈك ھەم ئىنتايىن قىممەت:سۇبيېكتنىڭ تەننەرخى 100 × كرېمنىيدىن ئېشىپ كەتتى ، چەكلىك ۋافېر چوڭلۇقى (4-6 دىيۇم).

6. ياقۇت (Al₂O₃)

• قوللىنىشچان پروگراممىلار:LED يورۇتۇش (GaN epitaxial substrate) ، ئىستېمال ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرى ئەينەك.

• ئارتۇقچىلىقى:

  • تۆۋەن تەننەرخ:SiC / GaN تارماق لىنىيىسىدىن كۆپ ئەرزان.

  • خىمىيىلىك مۇقىملىق:چىرىشكە چىداملىق ، قويۇقلۇقى يۇقىرى.

  • ئېنىقلىق:تىك LED قۇرۇلمىغا ماس كېلىدۇ.

• كەمچىلىكى:

  • GaN بىلەن چوڭ رېشاتكا ماسلاشمىدى (>% 13):كەمتۈكلۈك زىچلىقىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ، بۇففېر قەۋىتىنى تەلەپ قىلىدۇ.

  • ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى ناچار (كرېمنىينىڭ ~ 20/20):يۇقىرى قۇۋۋەتلىك LED نىڭ ئىقتىدارىنى چەكلەيدۇ.

7. ساپال بويۇملار (AlN, BeO قاتارلىقلار)

• قوللىنىشچان پروگراممىلار:يۇقىرى قۇۋۋەتلىك مودۇللارغا ئىسسىقلىق تارقاتقۇچى.

• ئارتۇقچىلىقى:

  • ئىزولياتور + يۇقىرى ئىسسىقلىق ئۆتكۈزۈشچانلىقى (AlN: 170-230 W / m · K):يۇقىرى زىچلىقتىكى ئورالمىلارغا ماس كېلىدۇ.

• كەمچىلىكى:

  • يەككە كىرىستال ئەمەس:ئۈسكۈنىنىڭ ئۆسۈشىنى بىۋاسىتە قوللىيالمايدۇ ، پەقەت ئورالما زاپچاس سۈپىتىدە ئىشلىتىلىدۇ.

8. Special Substrates

• SOI (ئىزولياتوردىكى كرېمنىي):

  • قۇرۇلمىسى:كىرىمنىي / SiO₂ / كرېمنىي ساندۋىچ.

  • ئارتۇقچىلىقى:پارازىت قۇرت ئىقتىدارىنى تۆۋەنلىتىدۇ ، رادىئاتسىيە قاتتىقلىشىدۇ ، ئېقىپ كېتىشنى تىزگىنلەيدۇ (RF ، MEMS دا ئىشلىتىلىدۇ).

  • كەمچىلىكى:كۆپ مىقداردىكى كرېمنىيدىن% 30-% 50 قىممەت.

• Quartz (SiO₂):فوتوگراف ۋە MEMS دا ئىشلىتىلىدۇ يۇقىرى تېمپېراتۇرىغا چىداملىق ، ئەمما ئىنتايىن چۈرۈك.

• ئالماس:ئەڭ يۇقىرى ئىسسىقلىق تارقىتىش سۇبيېكتى (> 2000 W / m · K) ، R&D ئاستىدا ھەددىدىن زىيادە ئىسسىقلىق تارقىتىش.

سېلىشتۇرما خۇلاسە جەدۋىلى

تارماق تاللاشنىڭ مۇھىم ئامىللىرى

• ئىقتىدار تەلىپى:يۇقىرى چاستوتىلىق GaAs / InP; يۇقىرى بېسىملىق ، يۇقىرى تېمپېراتۇرا ئۈچۈن SiC ئوپتىك ئېلېكترون ئۈچۈن GaAs / InP / GaN.

• تەننەرخ چەكلىمىسى:ئىستېمال ئېلېكترونلىرى كرېمنىينى ياقتۇرىدۇ. ئالىي دەرىجىلىك ساھە SiC / GaN ھەققىنى ئاقلىيالايدۇ.

• بىرىكتۈرۈشنىڭ مۇرەككەپلىكى:كىرىمنىي CMOS ماسلىشىشچانلىقىدا ئورنىنى باسالمايدۇ.

• ئىسسىقلىق باشقۇرۇش:يۇقىرى قۇۋۋەتلىك قوللىنىشچان پروگراممىلار SiC ياكى ئالماسنى ئاساس قىلغان GaN نى ياخشى كۆرىدۇ.

• تەمىنلەش زەنجىرىنىڭ پىشىپ يېتىلىشى:Si> كۆك ياقۇت> GaAs> SiC> GaN> InP.

كەلگۈسى يۈزلىنىش

گېنىروگېنلىق بىرىكتۈرۈش (مەسىلەن ، GaN-on-Si ، GaN-on-SiC) ئىقتىدار ۋە تەننەرخنى تەڭپۇڭلاشتۇرىدۇ ، 5G دىكى ماشىنا ھەيدەش ئىلگىرلەشلىرى ، توكلۇق ماشىنا ۋە كىۋانت ھېسابلاش.