Akora fototra fototra ho an'ny famokarana semiconductor: Karazan-tsolika Wafer

Substrates Wafer ho fitaovana fototra amin'ny fitaovana semiconductor

Ny substrate wafer dia mpitatitra ara-batana ny fitaovana semiconductor, ary ny fananany ara-nofo dia mamaritra mivantana ny fahombiazan'ny fitaovana, ny vidiny ary ny sehatry ny fampiharana. Ireto ambany ireto ny karazana substrate wafer miaraka amin'ny tombony sy ny fatiantoka:

1.Silicon (Si)

• Zara tsena:Maherin'ny 95% amin'ny tsenan'ny semiconductor manerantany.

• Tombontsoa:

  • Mora:Akora manta be dia be (dioxide silisiôma), dingana famokarana matotra, ary ara-toekarena matanjaka.

  • High process compatibility:Ny teknôlôjia CMOS dia tena matotra, manohana ny nodes efa mandroso (oh: 3nm).

  • Tsara kalitao kristaly:Ny savaivony lehibe (indrindra fa 12-inch, 18-inch eo am-pamolavolana) miaraka amin'ny hakitroky ambany dia azo ambolena.

  • Toetra mekanika maharitra:Mora ny manapaka, manapoizina ary mitantana.

• Fatiantoka:

  • elanelana tery (1.12 eV):Avo leakage ankehitriny amin'ny mari-pana ambony, mametra ny herin'ny fitaovana.

  • banga ankolaka:Ny fahombiazan'ny famoahana hazavana ambany dia ambany, tsy mety amin'ny fitaovana optoelectronic toy ny LED sy laser.

  • Fandefasana elektronika voafetra:Fahombiazana avo lenta kokoa raha oharina amin'ny semiconductor.
    

2.Gallium Arsenide (GaAs)

• Fampiharana:Fitaovana RF avo lenta (5G / 6G), fitaovana optoelectronic (laser, cellule solaire).

• Tombontsoa:

  • Fandefasana elektronika avo (5–6x an'ny silisiôna):Mety amin'ny fampiharana haingam-pandeha avo lenta toy ny fifandraisana onjam-milimeter.

  • elanelana mivantana (1.42 eV):Ny fiovam-po photoelectric avo lenta, ny fototry ny laser infrarouge sy ny LED.

  • Hafanana ambony sy fanoherana taratra:Mety amin'ny aerospace sy ny tontolo henjana.

• Fatiantoka:

  • Vidiny ambony:Akora tsy fahita firy, sarotra ny fitomboan'ny kristaly (mora amin'ny dislocation), voafetra ny haben'ny wafer (indrindra indrindra 6-inch).

  • Mekanika marefo:Mora vaky, ka ambany ny vokatra fanodinana.

  • Poizina:Mitaky fikarakarana henjana sy fanaraha-maso ny tontolo iainana ny arsenika.

3. Silicon Carbide (SiC)

• Fampiharana:Fitaovam-pahefana avo lenta sy avo lenta (EV inverters, toby fiantsonana), aerospace.

• Tombontsoa:

  • elanelana mivelatra (3.26 eV):Ny herin'ny fahapotehana avo (10x an'ny silisiôma), ny fandeferana amin'ny hafanana avo (ny mari-pana miasa> 200 ° C).

  • Conductivity mafana mafana (≈3 × silisiôma):Fanaparitahana hafanana tsara, manome hakitroky ny herin'ny rafitra.

  • Low switching loss:Manatsara ny fahombiazan'ny fiovam-po.

• Fatiantoka:

  • Fanomanana substrate sarotra:Ny fitomboan'ny kristaly miadana (> 1 herinandro), ny fifehezana ny kilema sarotra (micropipes, dislocations), lafo be (5-10 × silisiôma).

  • Haben'ny wafer kely:4-6 santimetatra indrindra; 8-inch mbola eo an-dalam-pandrosoana.

  • Sarotra ny fikarakarana:Tena mafy (Mohs 9.5), ny fanaovana fanapahana sy famolahana mandany fotoana.

4. Gallium Nitride (GaN)

• Fampiharana:Fitaovam-pamokarana avo lenta (famerenana haingana, toby toby 5G), LED / laser manga.

• Tombontsoa:

  • Fihetsiketsehana elektronika avo lenta + elanelana mivelatra (3.4 eV):Manambatra ny hafainganam-pandeha avo (> 100 GHz) sy ny fampandehanana herinaratra avo lenta.

  • Ambany amin'ny fanoherana:Mampihena ny fahaverezan'ny herin'ny fitaovana.

  • Heteroepitaxy mifanentana:Matetika amin'ny silisiôma, safira, na SiC substrates, mampihena ny vidiny.

• Fatiantoka:

  • Sarotra ny fitomboan'ny kristaly tokana betsaka:Heteroepitaxy dia mahazatra, fa ny tsy fitovian'ny makarakara dia miteraka lesoka.

  • Vidiny ambony:Lafo be ny substrate GaN teratany (mety mitentina an'arivony dolara ny wafer 2 santimetatra).

  • Fanamby azo itokisana:Ny trangan-javatra toy ny firodanan'izao fotoana izao dia mila fanatsarana.

5. Indium Phosphide (InP)

• Fampiharana:Fifandraisana optika haingam-pandeha (laser, photodetectors), fitaovana terahertz.

• Tombontsoa:

  • Fihetsiketsehana elektronika avo indrindra:Manohana > 100 GHz miasa, mihoatra ny GaAs.

  • Gap mivantana miaraka amin'ny halavan'ny onjam-peo:Fitaovana fototra ho an'ny fifandraisana fibre optika 1.3-1.55 μm.

• Fatiantoka:

  • Mora sy lafo be:Ny vidin'ny substrate dia mihoatra ny silisiôma 100 ×, ny haben'ny wafer voafetra (4-6 santimetatra).

6. Safira (Al₂O₃)

• Fampiharana:Jiro LED (GaN epitaxial substrate), fitaratra fitaratra elektronika mpanjifa.

• Tombontsoa:

  • Mora:Mora kokoa noho ny substrate SiC/GaN.

  • Filaminana simika tena tsara:Corrosion-mahatohitra, tena insulating.

  • mangarahara:Mety amin'ny rafitra LED mitsangana.

• Fatiantoka:

  • Tsy mifanentana amin'ny GaN (>13%):Mahatonga ny hakitroky ny kilema be, mitaky sosona buffer.

  • Faharatsian'ny hafanana mafana (~ 1/20 amin'ny silisiôna):Mametra ny fahombiazan'ny LED mahery vaika.

7. Substrat seramika (AlN, BeO, sns.)

• Fampiharana:Fanaparitahana hafanana ho an'ny maody mahery vaika.

• Tombontsoa:

  • Insulation + conductivity mafana mafana (AlN: 170–230 W/m·K):Mety amin'ny fonosana avo lenta.

• Fatiantoka:

  • Tsy kristaly tokana:Tsy afaka manohana mivantana ny fitomboan'ny fitaovana, ampiasaina ho toy ny substrate fonosana fotsiny.

8. Substrat manokana

• SOI (Silicon on Insulator):

  • Rafitra:Silicon / SiO₂ / sandwich silikon.

  • Tombontsoa:Mampihena ny fahafahan'ny parasitika, ny taratra mafy, ny fanafoanana ny leakage (ampiasaina amin'ny RF, MEMS).

  • Fatiantoka:30-50% lafo kokoa noho ny silisiôma betsaka.

• Quartz (SiO₂):Ampiasaina amin'ny photomasks sy MEMS; fanoherana amin'ny hafanana avo nefa mora vaky.

• Diamondra:Ny substrate conductivity mafana indrindra (> 2000 W/m·K), eo ambanin'ny R&D ho an'ny fanaparitahana hafanana tafahoatra.

Tabilao famintinana fampitahana

Antony fototra amin'ny fisafidianana substrate

• fepetra takiana:GaAs/InP ho an'ny onjam-peo avo; SiC ho an'ny voly avo lenta, avo lenta; GaAs/InP/GaN ho an'ny optoelectronics.

• Vidiny teritery:Ny elektronika mpanjifa dia mankasitraka ny silisiôma; Ny saha avo lenta dia afaka manamarina ny premiums SiC/GaN.

• Fampidirana sarotra:Silicon dia tsy azo soloina noho ny CMOS compatibility.

• Fitantanana mafana:Ny fampiharana mahery vaika dia aleony SiC na GaN miorina amin'ny diamondra.

• Fahamatorana rojo famatsiana:Si > Safira > GaAs > SiC > GaN > InP.

Future Trend

Ny fampidirana heterogène (ohatra, GaN-on-Si, GaN-on-SiC) dia hampifandanja ny zava-bita sy ny vidiny, mitondra fandrosoana amin'ny 5G, fiara elektrika, ary computing quantum.