Wafer substrat semikonduktor: Sifat material saka silikon, GaAs, SiC lan GaN

01. dhasar sakawafer substrat semikonduktor

1.1 Definisi substrat semikonduktor

Substrat semikonduktor nuduhake bahan dhasar sing digunakake kanggo nggawe piranti semikonduktor, biasane bahan kristal tunggal utawa polikristalin sing digawe kanthi teknologi pertumbuhan kristal sing diresiki banget. Wafer substrat biasane struktur lembaran tipis lan padhet, ing ngendi macem-macem piranti semikonduktor lan sirkuit diprodhuksi. Kemurnian lan kualitas substrat langsung mengaruhi kinerja lan linuwih piranti semikonduktor pungkasan.

1.2 Peran lan lapangan aplikasi saka wafer substrat

Wafer substrat nduweni peran penting ing proses manufaktur semikonduktor. Minangka basis piranti lan sirkuit, wafer substrat ora mung ndhukung struktur kabeh piranti, nanging uga nyedhiyakake dhukungan sing dibutuhake ing aspek listrik, termal lan mekanik. Fungsi utama kalebu:

Dhukungan mekanik: Nyedhiyani pondasi struktural sing stabil kanggo ndhukung langkah manufaktur sakteruse.

Manajemen termal: Mbantu ngilangi panas kanggo nyegah overheating saka mengaruhi kinerja piranti.

Karakteristik listrik: Ngaruhi sifat listrik piranti, kayata konduktivitas, mobilitas operator, lsp.

Ing babagan lapangan aplikasi, wafer substrat digunakake kanthi akeh ing:

Piranti mikroelektronik: kayata sirkuit terpadu (IC), mikroprosesor, lsp.

Piranti optoelektronik: kayata LED, laser, photodetector, etc.

Piranti elektronik frekuensi dhuwur: kayata amplifier RF, piranti gelombang mikro, lsp.

Piranti elektronik daya: kayata konverter daya, inverter, lsp.

02. Bahan semikonduktor lan sifate

Substrat silikon (Si).

· Bedane antarane silikon kristal tunggal lan silikon polikristalin:

Silicon minangka bahan semikonduktor sing paling umum digunakake, utamane ing bentuk silikon kristal tunggal lan silikon polikristalin. Silikon kristal tunggal kasusun saka struktur kristal sing terus-terusan, kanthi kemurnian dhuwur lan ciri tanpa cacat, sing cocog banget kanggo piranti elektronik kanthi kinerja dhuwur. Silikon polikristalin kasusun saka pirang-pirang butir, lan ana wates butir ing antarane butir. Sanajan biaya manufaktur murah, kinerja listrik kurang, mula biasane digunakake ing sawetara skenario aplikasi kanthi kinerja rendah utawa skala gedhe, kayata sel surya.

·Sifat elektronik lan kaluwihan saka substrat silikon:

Substrat silikon nduweni sifat elektronik sing apik, kayata mobilitas operator dhuwur lan celah energi moderat (1.1 eV), sing ndadekake silikon minangka bahan sing cocog kanggo manufaktur piranti semikonduktor.

Kajaba iku, substrat silikon duwe kaluwihan ing ngisor iki:

Kemurnian dhuwur: Liwat teknik pemurnian lan pertumbuhan sing luwih maju, silikon kristal tunggal kemurnian sing dhuwur banget bisa dipikolehi.

Efektivitas biayaDibandhingake karo bahan semikonduktor liyane, silikon nduweni biaya sing murah lan proses manufaktur sing diwasa.

Formasi oksida: Silikon kanthi alami bisa mbentuk lapisan silikon dioksida (SiO2), sing bisa dadi lapisan insulasi sing apik ing manufaktur piranti.

Substrat galium arsenide (GaAs).

· Karakteristik frekuensi dhuwur saka GaAs:

Gallium arsenide minangka semikonduktor senyawa sing cocog kanggo piranti elektronik frekuensi dhuwur lan kacepetan dhuwur amarga mobilitas elektron sing dhuwur lan celah pita lebar. Piranti GaAs bisa digunakake ing frekuensi sing luwih dhuwur kanthi efisiensi sing luwih dhuwur lan tingkat gangguan sing luwih murah. Iki ndadekake GaA minangka bahan penting ing aplikasi gelombang mikro lan milimeter.

· Aplikasi GaAs ing optoelektronik lan piranti elektronik frekuensi dhuwur:

Amarga celah pita langsung, GaAs uga akeh digunakake ing piranti optoelektronik. Contone, bahan GaAs akeh digunakake ing Pabrik LED lan laser. Kajaba iku, mobilitas elektron sing dhuwur saka GaA ndadekake kinerja apik ing amplifier RF, piranti gelombang mikro, lan peralatan komunikasi satelit.

Substrat Silicon Carbide (SiC).

· Konduktivitas termal lan sifat daya dhuwur saka SiC:

Silicon carbide minangka semikonduktor pita lebar kanthi konduktivitas termal sing apik lan medan listrik sing rusak. Properti kasebut nggawe SiC cocog banget kanggo aplikasi daya dhuwur lan suhu dhuwur. Piranti SiC bisa operate kanthi stabil ing voltase lan suhu kaping pirang-pirang luwih dhuwur tinimbang piranti silikon.

· Kaluwihan SiC ing piranti elektronik daya:

Substrat SiC nuduhake kaluwihan sing signifikan ing piranti elektronik daya, kayata mundhut ganti sing luwih murah lan efisiensi sing luwih dhuwur. Iki ndadekake SiC saya populer ing aplikasi konversi daya dhuwur kayata kendharaan listrik, angin lan inverter solar. Kajaba iku, SiC digunakake akeh ing kontrol aeroangkasa lan industri amarga tahan suhu sing dhuwur.

Substrat Gallium Nitride (GaN).

· Mobilitas elektron dhuwur lan sifat optik GaN:

Gallium nitride minangka semikonduktor celah pita lebar liyane kanthi mobilitas elektron sing dhuwur banget lan sifat optik sing kuwat. Mobilitas elektron dhuwur saka GaN ndadekake banget efisien ing frekuensi dhuwur lan aplikasi daya dhuwur. Ing wektu sing padha, GaN bisa ngetokake cahya ing ultraviolet kanggo sawetara katon, cocok kanggo macem-macem piranti optoelektronik.

· Aplikasi GaN ing piranti daya lan optoelektronik:

Ing bidang elektronik daya, piranti GaN unggul ing ngoper pasokan listrik lan amplifier RF amarga medan listrik rusak sing dhuwur lan resistensi kurang. Ing wektu sing padha, GaN uga nduweni peran penting ing piranti optoelektronik, utamane ing manufaktur LED lan dioda laser, ningkatake kemajuan teknologi cahya lan tampilan.

· Potensi bahan sing muncul ing semikonduktor:

Kanthi pangembangan ilmu pengetahuan lan teknologi, bahan semikonduktor sing muncul kayata galium oksida (Ga2O3) lan berlian wis nuduhake potensial gedhe. Gallium oxide nduweni celah pita ultra-sudhut (4.9 eV) lan cocok banget kanggo piranti elektronik kanthi daya dhuwur, dene berlian dianggep minangka bahan sing cocog kanggo aplikasi daya dhuwur lan frekuensi dhuwur generasi sabanjure amarga termal sing apik banget. konduktivitas lan mobilitas operator sing dhuwur banget. Bahan-bahan anyar iki samesthine duwe peran penting ing piranti elektronik lan optoelektronik ing mangsa ngarep.

03. Proses produksi wafer

3.1 Teknologi wutah saka wafer substrat

3.1.1 Metode Czochralski (metode CZ)

Cara Czochralski minangka cara sing paling umum digunakake kanggo nggawe wafer silikon kristal tunggal. Iki ditindakake kanthi nyemplungake kristal wiji menyang silikon molten banjur ditarik alon-alon metu, supaya silikon molten kristal ing kristal wiji lan tuwuh dadi kristal tunggal. Cara iki bisa ngasilake silikon kristal tunggal ukuran gedhe lan berkualitas tinggi, sing cocok banget kanggo nggawe sirkuit terpadu skala gedhe.

3.1.2 Metode Bridgman

Cara Bridgman umume digunakake kanggo tuwuh semikonduktor senyawa, kayata gallium arsenide. Ing cara iki, bahan mentahan digawe panas kanggo negara molten ing crucible lan banjur alon digawe adhem kanggo mbentuk kristal siji. Cara Bridgman bisa ngontrol tingkat pertumbuhan lan arah kristal lan cocok kanggo produksi semikonduktor senyawa kompleks.

3.1.3 Molecular Beam Epitaxy (MBE)

Molecular beam epitaxy minangka teknologi sing digunakake kanggo tuwuh lapisan semikonduktor ultra-tipis ing substrat. Iki mbentuk lapisan kristal sing berkualitas tinggi kanthi ngontrol sinar molekul saka macem-macem unsur ing lingkungan vakum sing paling dhuwur lan nyelehake lapisan kasebut kanthi lapisan ing substrate. teknologi MBE utamané cocok kanggo Pabrik titik kuantum tliti dhuwur lan struktur heterojunction Ultra-tipis.

3.1.4 Deposisi uap kimia (CVD)

Deposisi uap kimia minangka teknologi deposisi film tipis sing digunakake ing pabrik semikonduktor lan bahan kinerja dhuwur liyane. CVD decomposes prekursor gas lan celengan ing lumahing substrat kanggo mbentuk film ngalangi. Teknologi CVD bisa ngasilake film kanthi ketebalan lan komposisi sing dikontrol banget, sing cocog banget kanggo nggawe piranti rumit.

3.2 Wafer nglereni lan polishing

3.2.1 Teknologi nglereni wafer silikon

Sawise wutah kristal rampung, kristal gedhe bakal dipotong dadi irisan tipis kanggo dadi wafer. Pemotongan wafer silikon biasane nggunakake pisau gergaji berlian utawa teknologi gergaji kawat kanggo njamin akurasi pemotongan lan nyuda kerugian materi. Proses nglereni kudu dikontrol kanthi tepat kanggo mesthekake yen kekandelan lan kerata permukaan wafer memenuhi syarat.

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

VeTek Semiconductor minangka produsen profesional Cina4 ° mati sumbu p-jinis SiC Wafer Kab, Substrat SiC tipe 4H N, lanSubstrat SiC tipe Semi Insulating 4H.  VeTek Semiconductor setya nyedhiyakake solusi canggih kanggo macem-macemSiC Wafer Kabproduk kanggo industri semikonduktor. 

Yen sampeyan kasengsem ingWafer substrat semikonduktors, please aran gratis kanggo hubungi kita langsung.

Mob: +86-180 6922 0752

WhatsApp: +86 180 6922 0752

Email: anny@veteksemi.com