సెమీకండక్టర్ సబ్‌స్ట్రేట్ పొర: సిలికాన్, GaAs, SiC మరియు GaN యొక్క మెటీరియల్ లక్షణాలు

01. బేసిక్స్సెమీకండక్టర్ సబ్‌స్ట్రేట్ పొర

1.1 సెమీకండక్టర్ సబ్‌స్ట్రేట్ నిర్వచనం

సెమీకండక్టర్ సబ్‌స్ట్రేట్ అనేది సెమీకండక్టర్ పరికరాల తయారీలో ఉపయోగించే ప్రాథమిక పదార్థాన్ని సూచిస్తుంది, సాధారణంగా అత్యంత శుద్ధి చేయబడిన మరియు క్రిస్టల్ గ్రోత్ టెక్నాలజీ ద్వారా తయారు చేయబడిన సింగిల్ క్రిస్టల్ లేదా పాలీక్రిస్టలైన్ పదార్థాలు. సబ్‌స్ట్రేట్ పొరలు సాధారణంగా సన్నని మరియు ఘన షీట్ నిర్మాణాలు, వీటిపై వివిధ సెమీకండక్టర్ పరికరాలు మరియు సర్క్యూట్‌లు తయారు చేయబడతాయి. ఉపరితలం యొక్క స్వచ్ఛత మరియు నాణ్యత తుది సెమీకండక్టర్ పరికరం యొక్క పనితీరు మరియు విశ్వసనీయతను నేరుగా ప్రభావితం చేస్తుంది.

1.2 సబ్‌స్ట్రేట్ వేఫర్‌ల పాత్ర మరియు అప్లికేషన్ ఫీల్డ్

సెమీకండక్టర్ తయారీ ప్రక్రియలో సబ్‌స్ట్రేట్ పొరలు కీలక పాత్ర పోషిస్తాయి. పరికరాలు మరియు సర్క్యూట్ల ఆధారంగా, సబ్‌స్ట్రేట్ పొరలు మొత్తం పరికరం యొక్క నిర్మాణానికి మద్దతు ఇవ్వడమే కాకుండా, ఎలక్ట్రికల్, థర్మల్ మరియు మెకానికల్ అంశాలలో అవసరమైన మద్దతును కూడా అందిస్తాయి. దీని ప్రధాన విధులు:

యాంత్రిక మద్దతు: తదుపరి తయారీ దశలకు మద్దతు ఇవ్వడానికి స్థిరమైన నిర్మాణ పునాదిని అందించండి.

థర్మల్ నిర్వహణ: పరికరం పనితీరును ప్రభావితం చేయకుండా వేడెక్కడం నిరోధించడానికి వేడిని వెదజల్లడంలో సహాయపడండి.

విద్యుత్ లక్షణాలు: వాహకత, క్యారియర్ మొబిలిటీ మొదలైన పరికరం యొక్క విద్యుత్ లక్షణాలను ప్రభావితం చేస్తుంది.

అప్లికేషన్ ఫీల్డ్‌ల పరంగా, సబ్‌స్ట్రేట్ పొరలు ఇందులో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి:

మైక్రోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు: ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌లు (ICలు), మైక్రోప్రాసెసర్‌లు మొదలైనవి.

ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు: LED లు, లేజర్లు, ఫోటో డిటెక్టర్లు మొదలైనవి.

అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు: RF యాంప్లిఫయర్లు, మైక్రోవేవ్ పరికరాలు మొదలైనవి.

పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలు: పవర్ కన్వర్టర్లు, ఇన్వర్టర్లు మొదలైనవి.

02. సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు మరియు వాటి లక్షణాలు

సిలికాన్ (Si) సబ్‌స్ట్రేట్

· సింగిల్ క్రిస్టల్ సిలికాన్ మరియు పాలీక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ మధ్య వ్యత్యాసం:

సిలికాన్ అనేది సాధారణంగా ఉపయోగించే సెమీకండక్టర్ పదార్థం, ప్రధానంగా సింగిల్ క్రిస్టల్ సిలికాన్ మరియు పాలీక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ రూపంలో ఉంటుంది. సింగిల్ క్రిస్టల్ సిలికాన్ అధిక స్వచ్ఛత మరియు లోపం లేని లక్షణాలతో నిరంతర క్రిస్టల్ నిర్మాణంతో కూడి ఉంటుంది, ఇది అధిక-పనితీరు గల ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది. పాలీక్రిస్టలైన్ సిలికాన్ బహుళ ధాన్యాలతో కూడి ఉంటుంది మరియు ధాన్యాల మధ్య ధాన్యం సరిహద్దులు ఉన్నాయి. తయారీ వ్యయం తక్కువగా ఉన్నప్పటికీ, విద్యుత్ పనితీరు తక్కువగా ఉంది, కాబట్టి ఇది సాధారణంగా సౌర ఘటాలు వంటి కొన్ని తక్కువ-పనితీరు లేదా భారీ-స్థాయి అప్లికేషన్ దృశ్యాలలో ఉపయోగించబడుతుంది.

·సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్ యొక్క ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలు మరియు ప్రయోజనాలు:

సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్ అధిక క్యారియర్ మొబిలిటీ మరియు మోడరేట్ ఎనర్జీ గ్యాప్ (1.1 eV) వంటి మంచి ఎలక్ట్రానిక్ లక్షణాలను కలిగి ఉంది, ఇది సిలికాన్‌ను చాలా సెమీకండక్టర్ పరికరాల తయారీకి ఆదర్శవంతమైన పదార్థంగా చేస్తుంది.

అదనంగా, సిలికాన్ సబ్‌స్ట్రేట్‌లు క్రింది ప్రయోజనాలను కలిగి ఉన్నాయి:

అధిక స్వచ్ఛత: అధునాతన శుద్దీకరణ మరియు వృద్ధి పద్ధతుల ద్వారా, చాలా ఎక్కువ స్వచ్ఛత కలిగిన సింగిల్ క్రిస్టల్ సిలికాన్‌ను పొందవచ్చు.

వ్యయ-సమర్థత: ఇతర సెమీకండక్టర్ పదార్థాలతో పోలిస్తే, సిలికాన్ తక్కువ ధర మరియు పరిపక్వమైన తయారీ ప్రక్రియను కలిగి ఉంటుంది.

ఆక్సైడ్ ఏర్పడటం: సిలికాన్ సహజంగా సిలికాన్ డయాక్సైడ్ (SiO2) పొరను ఏర్పరుస్తుంది, ఇది పరికర తయారీలో మంచి ఇన్సులేటింగ్ లేయర్‌గా ఉపయోగపడుతుంది.

గాలియం ఆర్సెనైడ్ (GaAs) సబ్‌స్ట్రేట్

· GaAs యొక్క అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ లక్షణాలు:

గాలియం ఆర్సెనైడ్ అనేది ఒక సమ్మేళనం సెమీకండక్టర్, ఇది అధిక ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీ మరియు విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ కారణంగా అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ మరియు హై-స్పీడ్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా ఉంటుంది. GaAs పరికరాలు అధిక సామర్థ్యం మరియు తక్కువ శబ్ద స్థాయిలతో అధిక పౌనఃపున్యాల వద్ద పనిచేయగలవు. ఇది మైక్రోవేవ్ మరియు మిల్లీమీటర్ వేవ్ అప్లికేషన్లలో GaAని ఒక ముఖ్యమైన పదార్థంగా చేస్తుంది.

· ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్స్ మరియు హై-ఫ్రీక్వెన్సీ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో GaAల అప్లికేషన్:

దాని డైరెక్ట్ బ్యాండ్‌గ్యాప్ కారణంగా, GaAs ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో కూడా విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది. ఉదాహరణకు, GaAs పదార్థాలు LED లు మరియు లేజర్ల తయారీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడతాయి. అదనంగా, GaAs యొక్క అధిక ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీ RF యాంప్లిఫైయర్‌లు, మైక్రోవేవ్ పరికరాలు మరియు శాటిలైట్ కమ్యూనికేషన్ పరికరాలలో బాగా పని చేస్తుంది.

సిలికాన్ కార్బైడ్ (SiC) సబ్‌స్ట్రేట్

· SiC యొక్క ఉష్ణ వాహకత మరియు అధిక శక్తి లక్షణాలు:

సిలికాన్ కార్బైడ్ అనేది అద్భుతమైన ఉష్ణ వాహకత మరియు అధిక బ్రేక్‌డౌన్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్‌తో విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్. ఈ లక్షణాలు SiCని అధిక శక్తి మరియు అధిక ఉష్ణోగ్రత అనువర్తనాలకు చాలా అనుకూలంగా చేస్తాయి. SiC పరికరాలు సిలికాన్ పరికరాల కంటే అనేక రెట్లు ఎక్కువ వోల్టేజీలు మరియు ఉష్ణోగ్రతల వద్ద స్థిరంగా పనిచేయగలవు.

· పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో SiC యొక్క ప్రయోజనాలు:

SiC సబ్‌స్ట్రేట్‌లు పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో తక్కువ మారే నష్టాలు మరియు అధిక సామర్థ్యం వంటి ముఖ్యమైన ప్రయోజనాలను చూపుతాయి. ఇది ఎలక్ట్రిక్ వాహనాలు, విండ్ మరియు సోలార్ ఇన్వర్టర్‌ల వంటి అధిక శక్తి మార్పిడి అప్లికేషన్‌లలో SiCని బాగా ప్రాచుర్యం పొందింది. అదనంగా, SiC దాని అధిక ఉష్ణోగ్రత నిరోధకత కారణంగా ఏరోస్పేస్ మరియు పారిశ్రామిక నియంత్రణలో విస్తృతంగా ఉపయోగించబడుతుంది.

గాలియం నైట్రైడ్ (GaN) సబ్‌స్ట్రేట్

· GaN యొక్క అధిక ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీ మరియు ఆప్టికల్ లక్షణాలు:

గాలియం నైట్రైడ్ అనేది అత్యంత అధిక ఎలక్ట్రాన్ మొబిలిటీ మరియు బలమైన ఆప్టికల్ లక్షణాలతో కూడిన మరొక విస్తృత బ్యాండ్‌గ్యాప్ సెమీకండక్టర్. GaN యొక్క అధిక ఎలక్ట్రాన్ చలనశీలత అధిక పౌనఃపున్యం మరియు అధిక శక్తి అనువర్తనాల్లో దీనిని చాలా సమర్థవంతంగా చేస్తుంది. అదే సమయంలో, GaN వివిధ రకాల ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు అనువైన, కనిపించే పరిధికి అతినీలలోహిత కాంతిని విడుదల చేయగలదు.

· శక్తి మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో GaN యొక్క అప్లికేషన్:

పవర్ ఎలక్ట్రానిక్స్ రంగంలో, GaN పరికరాలు వాటి అధిక బ్రేక్‌డౌన్ ఎలక్ట్రిక్ ఫీల్డ్ మరియు తక్కువ ఆన్-రెసిస్టెన్స్ కారణంగా విద్యుత్ సరఫరాలు మరియు RF యాంప్లిఫైయర్‌లను మార్చడంలో రాణిస్తాయి. అదే సమయంలో, ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో, ముఖ్యంగా LED లు మరియు లేజర్ డయోడ్‌ల తయారీలో, లైటింగ్ మరియు డిస్‌ప్లే టెక్నాలజీల అభివృద్ధిని ప్రోత్సహించడంలో GaN కూడా ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది.

· సెమీకండక్టర్లలో ఉద్భవిస్తున్న పదార్థాల సంభావ్యత:

సైన్స్ మరియు టెక్నాలజీ అభివృద్ధితో, గాలియం ఆక్సైడ్ (Ga2O3) మరియు డైమండ్ వంటి ఉద్భవిస్తున్న సెమీకండక్టర్ పదార్థాలు గొప్ప సామర్థ్యాన్ని చూపించాయి. గాలియం ఆక్సైడ్ అల్ట్రా-వైడ్ బ్యాండ్‌గ్యాప్ (4.9 eV)ని కలిగి ఉంది మరియు అధిక-పవర్ ఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలకు చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది, అయితే డైమండ్ దాని అద్భుతమైన థర్మల్ కారణంగా తదుపరి తరం అధిక-శక్తి మరియు అధిక-ఫ్రీక్వెన్సీ అప్లికేషన్‌లకు అనువైన పదార్థంగా పరిగణించబడుతుంది. వాహకత మరియు చాలా ఎక్కువ క్యారియర్ మొబిలిటీ. భవిష్యత్తులో ఎలక్ట్రానిక్ మరియు ఆప్టోఎలక్ట్రానిక్ పరికరాలలో ఈ కొత్త పదార్థాలు ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తాయని భావిస్తున్నారు.

03. పొర తయారీ ప్రక్రియ

3.1 సబ్‌స్ట్రేట్ పొరల గ్రోత్ టెక్నాలజీ

3.1.1 క్జోక్రాల్స్కీ పద్ధతి (CZ పద్ధతి)

సింగిల్-క్రిస్టల్ సిలికాన్ పొరల తయారీకి క్జోక్రాల్స్కీ పద్ధతి సాధారణంగా ఉపయోగించే పద్ధతి. ఇది విత్తన స్ఫటికాన్ని కరిగిన సిలికాన్‌లో ముంచి, దానిని నెమ్మదిగా బయటకు తీయడం ద్వారా జరుగుతుంది, తద్వారా కరిగిన సిలికాన్ విత్తన స్ఫటికంపై స్ఫటికీకరించబడుతుంది మరియు ఒకే క్రిస్టల్‌గా పెరుగుతుంది. ఈ పద్ధతి పెద్ద-పరిమాణ, అధిక-నాణ్యత సింగిల్-క్రిస్టల్ సిలికాన్‌ను ఉత్పత్తి చేయగలదు, ఇది పెద్ద-స్థాయి ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్‌ల తయారీకి చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది.

3.1.2 బ్రిడ్జ్‌మ్యాన్ పద్ధతి

గ్యాలియం ఆర్సెనైడ్ వంటి సమ్మేళనం సెమీకండక్టర్లను పెంచడానికి బ్రిడ్జ్‌మ్యాన్ పద్ధతిని సాధారణంగా ఉపయోగిస్తారు. ఈ పద్ధతిలో, ముడి పదార్థాలను క్రూసిబుల్‌లో కరిగిన స్థితికి వేడి చేసి, ఆపై నెమ్మదిగా చల్లబడి ఒకే స్ఫటికం ఏర్పడుతుంది. బ్రిడ్జ్‌మ్యాన్ పద్ధతి క్రిస్టల్ వృద్ధి రేటు మరియు దిశను నియంత్రించగలదు మరియు సంక్లిష్ట సమ్మేళనం సెమీకండక్టర్ల ఉత్పత్తికి అనుకూలంగా ఉంటుంది.

3.1.3 మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ (MBE)

మాలిక్యులర్ బీమ్ ఎపిటాక్సీ అనేది సబ్‌స్ట్రేట్‌లపై అల్ట్రా-సన్నని సెమీకండక్టర్ పొరలను పెంచడానికి ఉపయోగించే సాంకేతికత. ఇది అల్ట్రా-హై వాక్యూమ్ వాతావరణంలో వేర్వేరు మూలకాల పరమాణు కిరణాలను ఖచ్చితంగా నియంత్రించడం ద్వారా మరియు వాటిని పొరల వారీగా ఉపరితలంపై జమ చేయడం ద్వారా అధిక-నాణ్యత క్రిస్టల్ పొరలను ఏర్పరుస్తుంది. MBE సాంకేతికత అధిక-ఖచ్చితమైన క్వాంటం చుక్కలు మరియు అల్ట్రా-సన్నని హెటెరోజంక్షన్ నిర్మాణాల తయారీకి ప్రత్యేకంగా అనుకూలంగా ఉంటుంది.

3.1.4 రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ (CVD)

రసాయన ఆవిరి నిక్షేపణ అనేది సెమీకండక్టర్లు మరియు ఇతర అధిక-పనితీరు గల పదార్థాల తయారీలో విస్తృతంగా ఉపయోగించే సన్నని చలనచిత్ర నిక్షేపణ సాంకేతికత. CVD వాయు పూర్వగాములను విచ్ఛిన్నం చేస్తుంది మరియు ఘన చలనచిత్రాన్ని రూపొందించడానికి వాటిని ఉపరితల ఉపరితలంపై నిక్షిప్తం చేస్తుంది. CVD సాంకేతికత అత్యంత నియంత్రిత మందం మరియు కూర్పుతో చలనచిత్రాలను ఉత్పత్తి చేయగలదు, ఇది సంక్లిష్ట పరికరాల తయారీకి చాలా అనుకూలంగా ఉంటుంది.

3.2 వేఫర్ కటింగ్ మరియు పాలిషింగ్

3.2.1 సిలికాన్ పొర కట్టింగ్ టెక్నాలజీ

స్ఫటిక పెరుగుదల పూర్తయిన తర్వాత, పెద్ద స్ఫటికం పొరలుగా మారడానికి సన్నని ముక్కలుగా కత్తిరించబడుతుంది. సిలికాన్ పొర కట్టింగ్ సాధారణంగా కట్టింగ్ ఖచ్చితత్వాన్ని నిర్ధారించడానికి మరియు పదార్థ నష్టాన్ని తగ్గించడానికి డైమండ్ రంపపు బ్లేడ్‌లు లేదా వైర్ సా సాంకేతికతను ఉపయోగిస్తుంది. పొర యొక్క మందం మరియు ఉపరితల ఫ్లాట్‌నెస్ అవసరాలకు అనుగుణంగా ఉండేలా కట్టింగ్ ప్రక్రియను ఖచ్చితంగా నియంత్రించాలి.

------------------------------------------------- ------------------------------------------------- ------------------------------------------------- ------------------------------------------------- ------------------------------------------------- ----------------------------------------

VeTek సెమీకండక్టర్ ఒక ప్రొఫెషనల్ చైనీస్ తయారీదారు4°ఆఫ్ యాక్సిస్ p-రకం SiC వేఫర్, 4H N రకం SiC సబ్‌స్ట్రేట్, మరియు4H సెమీ ఇన్సులేటింగ్ రకం SiC సబ్‌స్ట్రేట్.  VeTek సెమీకండక్టర్ వివిధ రకాల కోసం అధునాతన పరిష్కారాలను అందించడానికి కట్టుబడి ఉందిSiC వేఫర్సెమీకండక్టర్ పరిశ్రమ కోసం ఉత్పత్తులు. 

మీకు ఆసక్తి ఉంటేసెమీకండక్టర్ సబ్‌స్ట్రేట్ పొరs, దయచేసి మమ్మల్ని నేరుగా సంప్రదించడానికి సంకోచించకండి.

మొబ్: +86-180 6922 0752

WhatsAPP: +86 180 6922 0752

ఇమెయిల్: anny@veteksemi.com