Cad iad Feidhmchláir Bratuithe SiC agus TaC sa Réimse Leathsheoltóra?

Conas a Shainítear an Earnáil Leathsheoltóra go Forleathan agus Cad iad na Príomh-Chomhpháirteanna atá inti?

Tagraíonn an earnáil leathsheoltóra go ginearálta d’úsáid airíonna ábhar leathsheoltóra chun ciorcaid iomlánaithe leathsheoltóra (ICanna), taispeántais leathsheoltóra (painéil LCD/OLED), soilsiú leathsheoltóra (LED), agus táirgí fuinnimh leathsheoltóra (fótavoltach) trí phróisis déantúsaíochta leathsheoltóra gaolmhara. Is ionann ciorcaid chomhtháite suas le 80% den earnáil seo, mar sin, go cúng, is minic a thagraíonn an tionscal leathsheoltóra go sonrach don tionscal IC.

Go bunúsach, is éard atá i gceist le déantúsaíocht leathsheoltóra struchtúir chiorcaid a chruthú ar “fhoshraith” agus an ciorcad seo a nascadh le córais chumhachta agus rialaithe seachtracha chun feidhmiúlachtaí éagsúla a bhaint amach. Is féidir foshraitheanna, téarma a úsáidtear sa tionscal, a bheith déanta as ábhair leathsheoltóra cosúil le Si nó SiC, nó ábhair neamhleathsheoltóra cosúil le sapphire nó gloine. Seachas na tionscail stiúir agus painéil, is iad sliseoga sileacain na foshraitheanna is coitianta a úsáidtear. Tagraíonn Epitaxy don phróiseas chun ábhar scannáin tanaí nua a fhás ar an tsubstráit, agus is iad na hábhair choitianta Si, SiC, GaN, GaAs, etc. tiúchan, agus próifíl na ciseal epitaxial, neamhspleách ar an tsubstráit. Baintear an rialú seo amach trí dhópáil le linn an phróisis fáis epitaxial.

Cad atá sa Phróiseas Ceann Tosaigh i Déantúsaíocht Leathsheoltóra?

Is é an próiseas ceann tosaigh an chuid is casta go teicniúil agus is déine ó thaobh caipitil de de mhonarú leathsheoltóra, a éilíonn go ndéanfaí na nósanna imeachta céanna arís agus arís eile, ar a dtugtar "próiseas timthriallach" mar sin. Áirítear leis go príomha glanadh, ocsaídiú, fótailiteagrafaíocht, eitseáil, ionchlannú ian, idirleathadh, anáil, sil-scannán tanaí, agus snasú.

Conas a Chosnaíonn Bratuithe Trealamh Déantúsaíochta Leathsheoltóra?

Feidhmíonn trealamh déantúsaíochta leathsheoltóra i dtimpeallachtaí ardteochta, an-chreimneach agus éilíonn sé glaineacht an-ard. Dá bhrí sin, is dúshlán ríthábhachtach é comhpháirteanna inmheánacha an trealaimh a chosaint. Feabhsaítear agus cosnaíonn teicneolaíocht sciath na bunábhair trí shraith tanaí clúdaigh a dhéanamh ar a ndromchlaí. Ligeann an t-oiriúnú seo do na bunábhair timpeallachtaí táirgthe níos foircneacha agus casta a sheasamh, ag feabhsú a gcobhsaíocht ardteochta, friotaíocht creimeadh, friotaíocht ocsaídiúcháin, agus a saolré a leathnú.

Cén fáth go bhfuilCumhdach SiCSuntasach san Fhearann ​​Déantúsaíochta Foshraith Sileacain?

I bhfoirnéisí fáis criostail sileacain, is féidir le gal sileacain ardteochta timpeall 1500 ° C comhpháirteanna ábhar graifít nó carbóin-charbóin a chreimeadh go suntasach. Iarratas a dhéanamh ar ard-íonachtasciath SiCis féidir leis na comhpháirteanna seo gal sileacain a bhlocáil go héifeachtach agus saol seirbhíse na gcomhpháirteanna a leathnú.

Tá próiseas táirgthe na sliseog sileacain leathsheoltóra casta, ag baint le go leor céimeanna, le fás criostail, foirmiú wafer sileacain, agus fás epitaxial mar na príomhchéimeanna. Is é fás criostail an próiseas lárnach i dtáirgeadh sliseog sileacain. Le linn na céime ullmhúcháin aonchriostail, déantar paraiméadair theicniúla ríthábhachtacha cosúil le trastomhas wafer, treoshuíomh criostail, cineál seoltacht dópála, raon agus dáileadh friotachas, tiúchan carbóin agus ocsaigine, agus lochtanna laitíse a chinneadh. De ghnáth ullmhaítear sileacain aonchriostail ag baint úsáide as an modh Czochralski (CZ) nó an modh Crios Snámhphointe (FZ). Is é an modh CZ an ceann is coitianta a úsáidtear, rud a chiallaíonn thart ar 85% de chriostail aonair sileacain. Ní féidir sliseog sileacain 12-orlach a tháirgeadh ach úsáid a bhaint as modh CZ. Is éard atá i gceist leis an modh seo ábhar polysilicon ard-íonachta a chur i breogán Grianchloch, é a leá faoi chosaint gás támh ard-íonachta, agus ansin síol sileacain aonchriostail a chur isteach sa leá. De réir mar a tharraingítear an síol suas, fásann an criostail isteach i slat sileacain aonchriostalach.

Conas atáCumhdach TaCAg forbairt le Modhanna Pvt?

Mar gheall ar shaintréithe dúchasacha SiC (easpa céim leachta Si:C = 1:1 ag brú an atmaisféir) tá fás aonchriostail dúshlánach. Faoi láthair, áirítear ar na modhanna príomhshrutha Iompar Fisiciúil Gal (PVT), Taiscí Gaile Ceimiceach Ardteochta (HT-CVD), agus Epitaxy Céim Leachtach (LPE). Ina measc seo, is é PVT an ceann is forleithne a ghlactar mar gheall ar a riachtanais trealaimh níos ísle, próiseas níos simplí, inrialaitheacht láidir, agus feidhmchláir thionsclaíocha seanbhunaithe.

Ceadaíonn modh PVT réimsí teochta aiseach agus gathacha a rialú trí na coinníollacha inslithe theirmigh lasmuigh den bhreogán graifíte a choigeartú. Cuirtear púdar SiC ag bun níos teo an bhreogán graifíte, agus socraítear an criostal síl SiC ag an mbarr is fuaire. Is gnách go rialaítear an fad idir an púdar agus an síol go roinnt mílte milliméadar chun teagmháil a sheachaint idir an criostail SiC atá ag fás agus an púdar. Ag baint úsáide as modhanna téimh éagsúla (ionduchtú nó téamh friotaíochta), téitear an púdar SiC go 2200-2500 ° C, rud a fhágann go bhfuil an púdar bunaidh sublimate agus a dhianscaoileadh i gcomhpháirteanna gásacha mar Si, Si2C, agus SiC2. Iompraítear na gáis seo go dtí an deireadh síl criostail trí chomhiompar, áit a chriostalaíonn SiC, ag baint amach fás aonchriostail. Is é an ráta fáis tipiciúil ná 0.2-0.4mm/h, rud a éilíonn 7-14 lá chun tinne criostail 20-30mm a fhás.

Is foinse locht suntasach é láithreacht cuimsithe carbóin i gcriostail SiC a fhástar PVT, rud a chuireann le micreafheadáin agus lochtanna polymorphic, a dhíghrádaíonn cáilíocht criostail SiC agus a chuireann srian le feidhmíocht feistí SiC-bhunaithe. Go ginearálta, is foinsí aitheanta de chuimsiú carbóin iad grafitization púdar SiC agus tosaigh fáis saibhir carbóin: 1) Le linn dianscaoileadh púdar SiC, carnann gal Si sa chéim gáis agus comhchruinníonn C sa chéim soladach, rud a fhágann go bhfuil carbónú mór ar an bpúdar. déanach i bhfás. Nuair a sháraíonn cáithníní carbóin sa phúdar domhantarraingt agus idirleata isteach sa tinne SiC, foirmíonn cuimsiú carbóin. 2) Faoi choinníollacha Si-saibhir, imoibríonn farasbarr Si gal leis an mballa breogán graifíte, ag cruthú ciseal tanaí SiC ar féidir a dhianscaoileadh go héasca i gcáithníní carbóin agus i gcomhpháirteanna ina bhfuil Si.

Is féidir le dhá chur chuige aghaidh a thabhairt ar na saincheisteanna seo: 1) Cáithníní carbóin ó phúdar SiC carbóinithe go mór a scagadh go déanach san fhás. 2) Cuir cosc ​​ar ghal Si an balla breogán graifíte a chreimeadh. Is féidir le go leor cairbídí, mar TaC, oibriú go cobhsaí os cionn 2000 ° C agus seasamh in aghaidh creimeadh ceimiceach ag aigéid, alcailí, NH3, H2, agus gal Si. Agus éilimh cháilíochta ag dul i méid ar sliseog SiC, tá cur i bhfeidhm bratuithe TaC i dteicneolaíocht fáis criostail SiC á iniúchadh go tionsclaíoch. Léiríonn staidéir go bhfuil criostail SiC ullmhaithe ag baint úsáide as comhpháirteanna graifíte atá brataithe le TaC i bhfoirnéisí fáis PVT níos íona, le dlúis lochtanna laghdaithe go suntasach, ag cur go mór le cáilíocht criostail.

a) scagachGraifít scagach TaC nó TaC-brataithe: Scagtar cáithníní carbóin, seachnaíonn sé idirleathadh isteach sa chriostail, agus cinntíonn sé sreabhadh aer aonfhoirmeach.

b)TaC-brataithefáinní: Leithlisigh gal Si ón mballa breogán graifíte, rud a chosc creimeadh balla breogán trí ghal Si.

c)TaC-brataithetreoracha sreafa: Leithlisigh gal Si ón mballa breogán graifíte agus an t-aersreabh á threorú i dtreo an síolchriostail.

d)TaC-brataithesealbhóirí síolchriostail: Leithlisigh gal Si ó bharrchlúdach an bhreogán chun creimeadh an chlúdaigh barr a chosc trí ghal Si.

Conas a dhéanannCumhdach CVD SiCSochar i Déantúsaíocht Foshraithe GaN?

Faoi láthair, tosaíonn táirgeadh tráchtála foshraitheanna GaN le cruthú ciseal maolánach (nó ciseal masc) ar fhoshraith sapphire. Úsáidtear Hidrigine Vapor Phase Epitaxy (HVPE) ansin chun scannán GaN a fhás go tapa ar an gciseal maolánach seo, agus ina dhiaidh sin scaradh agus snasta chun substráit GaN neamhspleách a fháil. Conas a oibríonn HVPE laistigh d’imoibreoirí Grianchloch faoi bhrú an atmaisféir, i bhfianaise a riachtanas d’imoibrithe ceimiceacha ísealteochta agus ardteochta araon?

Sa chrios ísealteochta (800-900°C), imoibríonn HCl gásach le Ga miotalach chun GaCl gásach a tháirgeadh.

Sa chrios ardteochta (1000-1100°C), imoibríonn GaCl gásach le NH3 gásach chun scannán aonchriostail GaN a fhoirmiú.

Cad iad na comhpháirteanna struchtúracha de threalamh HVPE, agus conas a chosnaítear iad ó chreimeadh? Is féidir le trealamh HVPE a bheith cothrománach nó ingearach, comhdhéanta de chomhpháirteanna mar an bád Gailliam, comhlacht foirnéise, imoibreoir, córas cumraíochta gáis, agus córas sceite. Tá tráidirí agus slata graifíte, a thagann i dteagmháil le NH3, so-ghabhálach do chreimeadh agus is féidir iad a chosaint lesciath SiCchun damáiste a chosc.

Cad é an Tábhacht atá ag Teicneolaíocht CVD thar GaN Epitaxy Manufacturing?

I réimse na bhfeistí leathsheoltóra, cén fáth a bhfuil sé riachtanach sraitheanna epitaxial a thógáil ar fhoshraitheanna wafer áirithe? Áirítear le sampla tipiciúil stiúir gorm-uaine, a éilíonn sraitheanna epitaxial GaN ar fhoshraitheanna sapphire. Tá trealamh MOCVD ríthábhachtach i bpróiseas táirgthe epitaxy GaN, agus is iad AMEC, Aixtron, agus Veeco na príomhsholáthraithe sa tSín.

Cén fáth nach féidir foshraitheanna a chur go díreach ar bhunanna miotail nó ar bhunanna simplí le linn sil-leagan eipeataiseach i gcórais MOCVD? Ní mór fachtóirí cosúil le treo sreafa gáis (cothrománach, ingearach), teocht, brú, fosúchán foshraithe, agus éilliú ó bhruscar a chur san áireamh. Dá bhrí sin, úsáidtear susceptor le pócaí chun na foshraitheanna a shealbhú, agus déantar taisceadh epitaxial ag baint úsáide as teicneolaíocht CVD ar fhoshraitheanna a chuirtear sna pócaí seo. Tá anIs bonn graifíte é sosceptor le sciath SiC.

Cad é an croí-imoibriú ceimiceach in epitaxy GaN, agus cén fáth a bhfuil cáilíocht an bhrataithe SiC ríthábhachtach? Is é an croí-imoibriú ná seachtháirgí NH3 + TMga → GaN + (thart ar 1050-1100 °C). Mar sin féin, dianscaoileann NH3 go teirmeach ag teochtaí arda, ag scaoileadh hidrigin adamhach, a imoibríonn go láidir leis an gcarbón i ngraifít. Toisc nach n-imoibríonn NH3/H2 le SiC ag 1100°C, tá an t-ionchochlú iomlán trí agus cáilíocht an bhrataithe SiC ríthábhachtach don phróiseas.

I Réimse Déantúsaíochta SiC Epitaxy, Conas a chuirtear Bratuithe i bhFeidhm laistigh de Chineálacha Príomhshrutha de Chomhlachais Imoibrithe?

Is ábhar ilitíopa tipiciúil é SiC le níos mó ná 200 struchtúr criostail éagsúla, ina measc tá 3C-SiC, 4H-SiC, agus 6H-SiC na cinn is coitianta. Is é an 4H-SiC an struchtúr criostail a úsáidtear go príomha i bhfeistí príomhshrutha. Fachtóir suntasach a mbíonn tionchar aige ar an struchtúr criostail ná an teocht imoibrithe. Tá claonadh ag teochtaí faoi thairseach ar leith foirmeacha criostail eile a tháirgeadh. Is é an teocht imoibrithe is fearr idir 1550 agus 1650 ° C; is dóichí go dtabharfaidh teocht faoi bhun 1550°C 3C-SiC agus struchtúir eile. Mar sin féin, úsáidtear 3C-SiC go coitianta iCótaí SiC, agus tá teocht imoibrithe timpeall 1600°C gar don teorainn 3C-SiC. Cé go bhfuil cur i bhfeidhm reatha bratuithe TaC teoranta ag saincheisteanna costais, san fhadtéarma,Bratuithe TaCTáthar ag súil go n-athrófar bratuithe SiC de réir a chéile i dtrealamh epitaxial SiC.

Faoi láthair, tá trí phríomhchineál córais CVD le haghaidh epitaxy SiC: balla te pláinéadach, balla te cothrománach, agus balla te ingearach. Tá an córas CVD balla te pláinéadach tréithrithe ag a chumas chun sliseog iolrach a fhás i mbaisc amháin, rud a fhágann go bhfuil éifeachtacht ard táirgeachta ann. De ghnáth is éard atá i gceist leis an gcóras CVD balla te cothrománach ná córas fáis aon-wafer, mórmhéid atá tiomáinte ag rothlú snámhphointe gáis, a éascaíonn sonraíochtaí laistigh den wafer. Is éard atá sa chóras CVD balla te ingearach go príomha le rothlú ardluais le cúnamh bonn meicniúil seachtrach. Laghdaíonn sé go héifeachtach tiús na ciseal teorann trí bhrú seomra imoibrithe níos ísle a choinneáil, rud a chuireann feabhas ar an ráta fáis epitaxial. Ina theannta sin, níl balla barr ag dearadh an tseomra a d'fhéadfadh sil-leagan cáithníní SIC a bheith mar thoradh air, rud a laghdódh an baol go dtitfidh cáithníní agus a sholáthraíonn buntáiste bunúsach maidir le rialú lochtanna.

Le haghaidh Próiseáil Teirmeach Ardteochta, Cad é na FeidhmchláirCVD SiCi Trealamh Foirnéise Tube?

Úsáidtear trealamh foirnéise feadáin go forleathan i bpróisis cosúil le ocsaídiú, idirleathadh, fás scannán tanaí, annealing, agus cóimhiotal sa tionscal leathsheoltóra. Tá dhá phríomhchineál ann: cothrománach agus ingearach. Faoi láthair, úsáideann an tionscal IC foirnéisí feadán ingearach go príomha. Ag brath ar bhrú próisis agus cur i bhfeidhm, is féidir trealamh foirnéise feadáin a chatagóiriú i bhfoirnéisí brú atmaisféaracha agus foirnéisí brú íseal. Úsáidtear foirnéisí brú atmaisféaracha go príomha le haghaidh dópáil idirleata teirmeach, ocsaídiú scannán tanaí, agus anáil ardteochta, agus tá foirnéisí ísealbhrú deartha le haghaidh fás cineálacha éagsúla scannán tanaí (cosúil le LPCVD agus ALD). Tá struchtúir trealaimh foirnéise feadáin éagsúla cosúil le chéile, agus is féidir iad a chumrú go solúbtha chun feidhmeanna idirleata, ocsaídiúcháin, annealing, LPCVD, agus ALD a dhéanamh de réir mar is gá. Is comhpháirteanna ríthábhachtacha iad feadáin SiC sintéaraithe ard-íonachta, báid sliseog SiC, agus ballaí líneála SiC taobh istigh den seomra imoibrithe de threalamh foirnéise feadáin. Ag brath ar riachtanais an chustaiméara, sa bhreissciath SiCis féidir ciseal a chur i bhfeidhm ar dhromchla criadóireacht SiC sintéaraithe chun feidhmíocht a fheabhsú.

I Réimse na Déantúsaíochta Sileacain Gráinneach Fótavoltach, Cén fáth a bhfuilCumhdach SiCRól lárnach a Imirt?

Is ábhar neamh-mhiotalacha é polysilicon, a dhíorthaítear ó sileacain de ghrád metallurgical (nó sileacain thionsclaíoch), a íonaítear trí shraith imoibrithe fisiceacha agus ceimiceacha chun cion sileacain níos mó ná 99.9999% (6N) a bhaint amach. Sa réimse fótavoltach, déantar polysilicon a phróiseáil ina sliseog, cealla, agus modúil, a úsáidtear ar deireadh thiar i gcórais ghiniúna cumhachta fótavoltach, rud a fhágann go bhfuil polysilicon ina chomhpháirt ríthábhachtach in aghaidh an tsrutha den slabhra tionscal fótavoltach. Faoi láthair, tá dhá bhealach teicneolaíochta le haghaidh táirgeadh polysilicon: an próiseas Siemens modhnaithe (táirgeacht sileacain slat-mhaith) agus an próiseas leaba sreabhán silane (táirgeadh sileacain gráinneach). I bpróiseas modhnaithe Siemens, laghdaítear SiHCl3 ard-íonachta trí hidrigin ard-íonachta ar chroílár sileacain ard-íonachta ag thart ar 1150 ° C, rud a fhágann go bhfuil sil-leagan polasilicon ar an gcroí sileacain. Úsáideann próiseas leaba sreabhánaithe silane de ghnáth SiH4 mar fhoinse gáis sileacain agus H2 mar ghás iompróra, agus cuirtear SiCl4 leis chun SiH4 a dhianscaoileadh go teirmeach in imoibreoir leaba sreabhánaithe ag 600-800 ° C chun polisilicon gráinneach a tháirgeadh. Tá próiseas modhnaithe Siemens fós mar phríomhshrutha táirgeachta polysilicon mar gheall ar a theicneolaíocht táirgthe réasúnta aibí. Mar sin féin, de réir mar a leanann cuideachtaí cosúil le GCL-Poly agus Tianhong Reike ag cur teicneolaíocht gráinneach sileacain chun cinn, féadfaidh próiseas leaba sreabhán silane sciar den mhargadh a fháil mar gheall ar a chostas níos ísle agus a lorg carbóin laghdaithe.

Go stairiúil bhí rialú íonachta táirge mar phointe lag den phróiseas leaba sreabhánaithe, agus is é sin an phríomhchúis nach bhfuil sé tar éis dul thar phróiseas Siemens in ainneoin a buntáistí costais suntasacha. Feidhmíonn an líneáil mar phríomh-struchtúr agus soitheach imoibrithe an phróisis leaba sreabhán silane, ag cosaint bhlaosc miotail an imoibreora ó chreimeadh agus ó chaitheamh ag gáis agus ábhair ardteochta agus iad ag insliú agus ag cothabháil teocht an ábhair. Mar gheall ar na coinníollacha oibre crua agus teagmháil dhíreach le sileacain gráinneach, ní mór an t-ábhar líneáil íonacht ard, friotaíocht a chaitheamh, friotaíocht creimeadh, agus neart ard a thaispeáint. I measc na n-ábhar coitianta tá graifít le asciath SiC. Mar sin féin, in úsáid iarbhír, tá tarluithe feannadh/scáineadh brataithe as a dtagann an iomarca carbóin i sileacain ghráinneach, rud a fhágann go bhfuil saolré gearr do líneálacha graifíte agus an gá atá le hathsholáthar rialta, á rangú mar earraí inchaite. Cuireann na dúshláin theicniúla a bhaineann leis na hábhair líneála leaba sreabhánaithe atá brataithe le SiC agus a gcostais arda bac ar ghlacadh an mhargaidh leis an bpróiseas leaba sreabhánaithe silane agus ní mór aghaidh a thabhairt orthu le cur i bhfeidhm níos leithne.

Cad iad na Feidhmchláir ina nÚsáidtear Cumhdach Graifíte Pirolaíoch?

Is ábhar carbóin nua é graifít pirealaíoch, comhdhéanta de hidreacarbóin ard-íonachta arna dtaisceadh go ceimiceach ag brú foirnéise idir 1800 ° C agus 2000 ° C, agus mar thoradh air sin tá carbón pirealaíoch atá dírithe go mór ar chriostalagrafach. Tá tréithe ard-dlúis (2.20 g/cm³), ardíonachta aige, agus airíonna teirmeacha, leictreacha, maighnéadacha agus meicniúla anisotrópacha. Is féidir leis folús 10mmHg a choinneáil fiú ag thart ar 1800 ° C, ag aimsiú acmhainneacht iarratais leathan i réimsí mar aeraspáis, leathsheoltóirí, fótavoltach, agus ionstraimí anailíse.

I epitaxy LED dearg-buí agus cásanna speisialta áirithe, ní gá cosaint sciath SiC a bheith ag uasteorainn MOCVD agus ina ionad sin úsáidtear réiteach sciath graifíte pirealaíoch.

Éilíonn breogáin le haghaidh alúmanam galú bhíoma leictreon ard-dlúis, friotaíocht ardteochta, friotaíocht turraing teirmeach maith, seoltacht ard teirmeach, comhéifeacht leathnú teirmeach íseal, agus friotaíocht creimeadh ag aigéid, alcailí, salainn agus imoibrithe orgánacha. Ós rud é go bhfuil an t-ábhar céanna ag an sciath graifíte pirealaíoch agus an breogán graifíte, féadann sé rothlú ardteochta a sheasamh go héifeachtach, rud a chuireann le saol seirbhíse an bhreogán graifíte.**