wafer substrate semiconductor: ຄຸນສົມບັດວັດສະດຸຂອງ silicon, GaAs, SiC ແລະ GaN

01. ພື້ນຖານຂອງsemiconductor substrate wafer

1.1 ຄໍານິຍາມຂອງ substrate semiconductor

substrate Semiconductor ຫມາຍເຖິງວັດສະດຸພື້ນຖານທີ່ໃຊ້ໃນການຜະລິດອຸປະກອນ semiconductor, ປົກກະຕິແລ້ວເປັນວັດສະດຸຜລຶກດຽວຫຼື polycrystalline ທີ່ຜະລິດໂດຍເທກໂນໂລຍີການຈະເລີນເຕີບໂຕທີ່ບໍລິສຸດແລະຜລຶກ. wafers substrate ປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນໂຄງສ້າງແຜ່ນບາງແລະແຂງ, ທີ່ອຸປະກອນ semiconductor ຕ່າງໆແລະວົງຈອນແມ່ນຜະລິດ. ຄວາມບໍລິສຸດແລະຄຸນນະພາບຂອງ substrate ໂດຍກົງຜົນກະທົບຕໍ່ການປະຕິບັດແລະຄວາມຫນ້າເຊື່ອຖືຂອງອຸປະກອນ semiconductor ສຸດທ້າຍ.

1.2 ພາລະບົດບາດແລະພາກສະຫນາມຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ wafers substrate

wafers substrate ມີບົດບາດສໍາຄັນໃນຂະບວນການຜະລິດ semiconductor. ໃນຖານະເປັນພື້ນຖານຂອງອຸປະກອນແລະວົງຈອນ, wafers substrate ບໍ່ພຽງແຕ່ສະຫນັບສະຫນູນໂຄງສ້າງຂອງອຸປະກອນທັງຫມົດ, ແຕ່ຍັງສະຫນອງການສະຫນັບສະຫນູນທີ່ຈໍາເປັນໃນດ້ານໄຟຟ້າ, ຄວາມຮ້ອນແລະກົນຈັກ. ຫນ້າ​ທີ່​ຕົ້ນ​ຕໍ​ຂອງ​ຕົນ​ປະ​ກອບ​ມີ​:

ສະຫນັບສະຫນູນກົນຈັກ: ສະຫນອງພື້ນຖານໂຄງສ້າງທີ່ຫມັ້ນຄົງເພື່ອສະຫນັບສະຫນູນຂັ້ນຕອນການຜະລິດຕໍ່ໄປ.

ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຮ້ອນ: ຊ່ວຍກະຈາຍຄວາມຮ້ອນເພື່ອປ້ອງກັນຄວາມຮ້ອນເກີນຈາກຜົນກະທົບຕໍ່ປະສິດທິພາບຂອງອຸປະກອນ.

ລັກສະນະໄຟຟ້າ: ສົ່ງ​ຜົນ​ກະ​ທົບ​ຕໍ່​ຄຸນ​ສົມ​ບັດ​ໄຟ​ຟ້າ​ຂອງ​ອຸ​ປະ​ກອນ​, ເຊັ່ນ​: ການ​ນໍາ​ໃຊ້​, ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ຂອງ​ບັນ​ທຸກ​, ແລະ​ອື່ນໆ​.

ໃນຂໍ້ກໍານົດຂອງພາກສະຫນາມຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ, wafers substrate ໄດ້ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນ:

ອຸ​ປະ​ກອນ microelectronic: ເຊັ່ນ: ວົງຈອນລວມ (ICs), microprocessors, ແລະອື່ນໆ.

ອຸປະກອນ Optoelectronic: ເຊັ່ນ: LEDs, lasers, photodetectors, ແລະອື່ນໆ.

ອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຄວາມຖີ່ສູງ: ເຊັ່ນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ RF, ອຸປະກອນໄມໂຄເວຟ, ແລະອື່ນໆ.

ພະລັງງານອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກ: ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງແປງໄຟ, ແປງໄຟຟ້າ, ແລະອື່ນໆ.

02. ວັດສະດຸ Semiconductor ແລະຄຸນສົມບັດຂອງມັນ

ຊັ້ນໃຕ້ດິນ Silicon (Si).

· ຄວາມ​ແຕກ​ຕ່າງ​ລະ​ຫວ່າງ​ຊິ​ລິ​ໂຄນ​ໄປ​ເຊຍ​ກັນ​ດຽວ​ແລະ polycrystalline silicon​:

ຊິລິໂຄນແມ່ນວັດສະດຸ semiconductor ທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປທີ່ສຸດ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນຢູ່ໃນຮູບແບບຂອງຊິລິໂຄນໄປເຊຍກັນດຽວແລະຊິລິໂຄນ polycrystalline. ຊິລິໂຄນໄປເຊຍກັນດ່ຽວແມ່ນປະກອບດ້ວຍໂຄງປະກອບໄປເຊຍກັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ມີຄວາມບໍລິສຸດສູງແລະລັກສະນະທີ່ບໍ່ມີຂໍ້ບົກພ່ອງ, ເຫມາະຫຼາຍສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກປະສິດທິພາບສູງ. Polycrystalline silicon ແມ່ນປະກອບດ້ວຍເມັດພືດຫຼາຍຊະນິດ, ແລະມີຂອບເຂດຊາຍແດນລະຫວ່າງເມັດພືດ. ເຖິງແມ່ນວ່າຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດແມ່ນຕໍ່າ, ແຕ່ປະສິດທິພາບຂອງໄຟຟ້າແມ່ນບໍ່ດີ, ດັ່ງນັ້ນມັນມັກຈະຖືກນໍາໃຊ້ໃນບາງສະຖານະການທີ່ໃຊ້ໃນການປະຕິບັດຕ່ໍາຫຼືຂະຫນາດໃຫຍ່, ເຊັ່ນ: ຈຸລັງແສງຕາເວັນ.

·ຄຸນສົມບັດເອເລັກໂຕຣນິກແລະຄວາມໄດ້ປຽບຂອງ substrate ຊິລິໂຄນ:

substrate ຊິລິໂຄນມີຄຸນສົມບັດເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ດີ, ເຊັ່ນ: ການເຄື່ອນທີ່ສູງແລະຊ່ອງຫວ່າງພະລັງງານປານກາງ (1.1 eV), ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ຊິລິໂຄນເປັນອຸປະກອນທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດອຸປະກອນ semiconductor ສ່ວນໃຫຍ່.

ນອກຈາກນັ້ນ, substrates silicon ມີຂໍ້ດີດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

ຄວາມບໍລິສຸດສູງ: ໂດຍຜ່ານເຕັກນິກການຊໍາລະລ້າງແລະການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ກ້າວຫນ້າ, ຄວາມບໍລິສຸດສູງຫຼາຍຂອງຊິລິໂຄນໄປເຊຍກັນດຽວສາມາດໄດ້ຮັບ.

ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍປະສິດທິພາບ: ເມື່ອປຽບທຽບກັບວັດສະດຸ semiconductor ອື່ນໆ, ຊິລິໂຄນມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຕ່ໍາແລະຂະບວນການຜະລິດທີ່ແກ່ແລ້ວ.

ການສ້າງອົກຊີ: ຊິລິໂຄນສາມາດສ້າງເປັນຊັ້ນຂອງຊິລິຄອນໄດອອກໄຊ (SiO2), ທໍາມະຊາດສາມາດເປັນຊັ້ນ insulating ທີ່ດີໃນການຜະລິດອຸປະກອນ.

ທາດຍ່ອຍ Gallium arsenide (GaAs).

· ລັກສະນະຄວາມຖີ່ສູງຂອງ GaAs:

Gallium arsenide ເປັນ semiconductor ປະສົມທີ່ເຫມາະສົມໂດຍສະເພາະສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຄວາມຖີ່ສູງແລະຄວາມໄວສູງເນື່ອງຈາກການເຄື່ອນໄຫວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູງແລະ bandgap ກວ້າງ. ອຸປະກອນ GaAs ສາມາດເຮັດວຽກໄດ້ໃນຄວາມຖີ່ທີ່ສູງຂຶ້ນດ້ວຍປະສິດທິພາບທີ່ສູງຂຶ້ນ ແລະລະດັບສຽງລົບກວນຕ່ໍາກວ່າ. ນີ້ເຮັດໃຫ້ GaA ເປັນອຸປະກອນທີ່ສໍາຄັນໃນໄມໂຄເວຟແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຄື້ນ millimeter.

· ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ GaAs ໃນ optoelectronics ແລະອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຄວາມຖີ່ສູງ:

ເນື່ອງຈາກ bandgap ໂດຍກົງຂອງມັນ, GaAs ຍັງຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນອຸປະກອນ optoelectronic. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ວັດສະດຸ GaAs ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຜະລິດໄຟ LED ແລະເລເຊີ. ນອກຈາກນັ້ນ, ການເຄື່ອນໄຫວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູງຂອງ GaAs ເຮັດໃຫ້ມັນປະຕິບັດໄດ້ດີໃນເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ RF, ອຸປະກອນໄມໂຄເວຟ, ແລະອຸປະກອນການສື່ສານດາວທຽມ.

ຊັ້ນໃຕ້ດິນ Silicon Carbide (SiC).

· ການນໍາຄວາມຮ້ອນແລະຄຸນສົມບັດພະລັງງານສູງຂອງ SiC:

Silicon carbide ເປັນ semiconductor bandgap ກວ້າງທີ່ມີການນໍາຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດແລະພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ແຕກຫັກສູງ. ຄຸນສົມບັດເຫຼົ່ານີ້ເຮັດໃຫ້ SiC ເຫມາະສໍາລັບການນໍາໃຊ້ພະລັງງານສູງແລະອຸນຫະພູມສູງ. ອຸປະກອນ SiC ສາມາດເຮັດວຽກຢ່າງຫມັ້ນຄົງຢູ່ທີ່ແຮງດັນແລະອຸນຫະພູມສູງກວ່າອຸປະກອນຊິລິໂຄນຫຼາຍຄັ້ງ.

· ຂໍ້ໄດ້ປຽບຂອງ SiC ໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ:

substrates SiC ສະແດງໃຫ້ເຫັນຂໍ້ໄດ້ປຽບທີ່ສໍາຄັນໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ເຊັ່ນ: ການສູນເສຍການສະຫຼັບຕ່ໍາແລະປະສິດທິພາບສູງ. ນີ້ເຮັດໃຫ້ SiC ເປັນທີ່ນິຍົມຫລາຍຂຶ້ນໃນຄໍາຮ້ອງສະຫມັກການແປງພະລັງງານສູງເຊັ່ນ: ຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ, ພະລັງງານລົມແລະ inverters ແສງຕາເວັນ. ນອກຈາກນັ້ນ, SiC ຖືກນໍາໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການບິນແລະການຄວບຄຸມອຸດສາຫະກໍາເນື່ອງຈາກການຕໍ່ຕ້ານອຸນຫະພູມສູງ.

ທາດຍ່ອຍ Gallium Nitride (GaN).

· ການເຄື່ອນໄຫວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກສູງແລະຄຸນສົມບັດ optical ຂອງ GaN:

Gallium nitride ເປັນ semiconductor bandgap ກວ້າງອີກອັນຫນຶ່ງທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວເອເລັກໂຕຣນິກສູງທີ່ສຸດແລະຄຸນສົມບັດ optical ທີ່ເຂັ້ມແຂງ. ການເຄື່ອນໄຫວເອເລັກໂຕຣນິກສູງຂອງ GaN ເຮັດໃຫ້ມັນມີປະສິດທິພາບຫຼາຍໃນການນໍາໃຊ້ຄວາມຖີ່ສູງແລະພະລັງງານສູງ. ໃນເວລາດຽວກັນ, GaN ສາມາດປ່ອຍແສງສະຫວ່າງໃນ ultraviolet ໃນລະດັບທີ່ເບິ່ງເຫັນໄດ້, ທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບອຸປະກອນ optoelectronic ຫຼາກຫຼາຍຊະນິດ.

· ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ GaN ໃນອຸປະກອນພະລັງງານແລະ optoelectronic:

ໃນຂົງເຂດເອເລັກໂຕຣນິກພະລັງງານ, ອຸປະກອນ GaN ດີເລີດໃນການສະຫຼັບການສະຫນອງພະລັງງານແລະເຄື່ອງຂະຫຍາຍສຽງ RF ເນື່ອງຈາກພາກສະຫນາມໄຟຟ້າທີ່ແຕກຫັກສູງແລະຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າ. ໃນເວລາດຽວກັນ, GaN ຍັງມີບົດບາດສໍາຄັນໃນອຸປະກອນ optoelectronic, ໂດຍສະເພາະໃນການຜະລິດ LEDs ແລະ laser diodes, ສົ່ງເສີມຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງເຕັກໂນໂລຊີແສງສະຫວ່າງແລະການສະແດງ.

· ທ່າແຮງຂອງວັດສະດຸທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນໃນ semiconductors:

ດ້ວຍການພັດທະນາວິທະຍາສາດແລະເຕັກໂນໂລຢີ, ວັດສະດຸ semiconductor ທີ່ພົ້ນເດັ່ນຂື້ນເຊັ່ນ gallium oxide (Ga2O3) ແລະເພັດໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນທ່າແຮງອັນໃຫຍ່ຫຼວງ. Gallium oxide ມີ bandgap ultra-wide (4.9 eV) ແລະເຫມາະສົມຫຼາຍສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ມີພະລັງງານສູງ, ໃນຂະນະທີ່ເພັດຖືກພິຈາລະນາເປັນວັດສະດຸທີ່ເຫມາະສົມສໍາລັບການໃຊ້ພະລັງງານສູງແລະຄວາມຖີ່ສູງຂອງການຜະລິດຕໍ່ໄປເນື່ອງຈາກຄວາມຮ້ອນທີ່ດີເລີດຂອງມັນ. ການ​ນໍາ​ໃຊ້​ແລະ​ການ​ເຄື່ອນ​ໄຫວ​ຂອງ​ບັນ​ທຸກ​ສູງ​ທີ່​ສຸດ​. ວັດສະດຸໃຫມ່ເຫຼົ່ານີ້ຄາດວ່າຈະມີບົດບາດສໍາຄັນໃນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກແລະ optoelectronic ໃນອະນາຄົດ.

03. ຂະບວນການຜະລິດ Wafer

3.1 ເຕັກໂນໂລຊີການຂະຫຍາຍຕົວຂອງ wafers substrate

3.1.1 ວິທີການ Czochralski (ວິທີ CZ)

ວິທີການ Czochralski ແມ່ນວິທີການທີ່ໃຊ້ທົ່ວໄປທີ່ສຸດສໍາລັບການຜະລິດ wafers ຊິລິຄອນກ້ອນດຽວ. ມັນເຮັດໄດ້ໂດຍການຈຸ່ມແກ້ວແກ່ນເຂົ້າໄປໃນຊິລິຄອນທີ່ລະລາຍແລ້ວຄ່ອຍໆດຶງມັນອອກ, ເພື່ອໃຫ້ຊິລິຄອນທີ່ຫລໍ່ຫຼອມໄປເຊຍກັນຢູ່ເທິງແກ່ນຂອງເມັດແລະຈະເລີນເຕີບໂຕເປັນແກ້ວດຽວ. ວິທີການນີ້ສາມາດຜະລິດຊິລິໂຄນກ້ອນດຽວທີ່ມີຄຸນະພາບສູງ, ຂະຫນາດໃຫຍ່, ເຊິ່ງເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດວົງຈອນປະສົມປະສານຂະຫນາດໃຫຍ່.

3.1.2 ວິທີການ Bridgman

ວິທີການ Bridgman ຖືກນໍາໃຊ້ໂດຍທົ່ວໄປເພື່ອປູກສານປະສົມ semiconductors, ເຊັ່ນ gallium arsenide. ໃນວິທີການນີ້, ວັດຖຸດິບແມ່ນໃຫ້ຄວາມຮ້ອນກັບລັດ molten ໃນ crucible ແລະຫຼັງຈາກນັ້ນເຢັນຊ້າໆເພື່ອສ້າງເປັນໄປເຊຍກັນດຽວ. ວິທີການ Bridgman ສາມາດຄວບຄຸມອັດຕາການເຕີບໂຕແລະທິດທາງຂອງໄປເຊຍກັນແລະເຫມາະສົມສໍາລັບການຜະລິດ semiconductors ສະລັບສັບຊ້ອນ.

3.1.3 ໂມເລກຸນເບມອີຕາຊີ (MBE)

molecular beam epitaxy ແມ່ນເຕັກໂນໂລຢີທີ່ໃຊ້ໃນການຂະຫຍາຍຕົວຊັ້ນ semiconductor ບາງໆໃສ່ substrates. ມັນປະກອບເປັນຊັ້ນໄປເຊຍກັນຄຸນນະພາບສູງໂດຍການຄວບຄຸມ beams ໂມເລກຸນຂອງອົງປະກອບທີ່ແຕກຕ່າງກັນຢ່າງແນ່ນອນໃນສະພາບແວດລ້ອມສູນຍາກາດສູງ ultra-ສູງແລະຝາກໃຫ້ເຂົາເຈົ້າ layer ໂດຍຊັ້ນໃສ່ substrate. ເທກໂນໂລຍີ MBE ແມ່ນເຫມາະສົມໂດຍສະເພາະສໍາລັບການຜະລິດຈຸດ quantum ທີ່ມີຄວາມແມ່ນຍໍາສູງແລະໂຄງສ້າງ heterojunction ທີ່ບາງທີ່ສຸດ.

3.1.4 ການປ່ອຍອາຍພິດທາງເຄມີ (CVD)

ການຖິ້ມອາຍຂອງສານເຄມີເປັນເທກໂນໂລຍີການຊຶມເຊື້ອຂອງຟິມບາງໆທີ່ໃຊ້ຢ່າງກວ້າງຂວາງໃນການຜະລິດສານເຄິ່ງຕົວນໍາແລະວັດສະດຸທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງອື່ນໆ. CVD decomposes precursors ອາຍແກັສແລະຝາກໃຫ້ເຂົາເຈົ້າໃນດ້ານ substrate ເພື່ອສ້າງເປັນຮູບເງົາແຂງ. ເທກໂນໂລຍີ CVD ສາມາດຜະລິດຮູບເງົາທີ່ມີຄວາມຫນາແລະອົງປະກອບທີ່ມີການຄວບຄຸມສູງ, ເຊິ່ງເຫມາະສົມກັບການຜະລິດອຸປະກອນທີ່ສັບສົນຫຼາຍ.

3.2 Wafer ຕັດແລະຂັດ

3.2.1 ເຕັກໂນໂລຊີການຕັດ wafer Silicon

ຫຼັງຈາກການຂະຫຍາຍຕົວຂອງໄປເຊຍກັນໄດ້ສໍາເລັດ, ໄປເຊຍກັນຂະຫນາດໃຫຍ່ຈະຖືກຕັດອອກເປັນບາງໆເພື່ອໃຫ້ເປັນ wafers. ການຕັດ wafer ຊິລິໂຄນໂດຍປົກກະຕິຈະໃຊ້ແຜ່ນເລື່ອຍເພັດຫຼືເທກໂນໂລຍີສາຍເລື່ອຍເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມຖືກຕ້ອງຂອງການຕັດແລະຫຼຸດຜ່ອນການສູນເສຍວັດສະດຸ. ຂະບວນການຕັດຕ້ອງໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມທີ່ຊັດເຈນເພື່ອຮັບປະກັນວ່າຄວາມຫນາແລະຄວາມແປຂອງຫນ້າດິນຂອງ wafer ຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການ.

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

VeTek Semiconductor ເປັນຜູ້ຜະລິດຈີນມືອາຊີບຂອງ4° off axis p-type SiC Wafer, 4H N ປະເພດ SiC Substrate, ແລະ4H Semi Insulating ປະເພດ SiC Substrate.  VeTek Semiconductor ມຸ່ງຫມັ້ນທີ່ຈະສະຫນອງການແກ້ໄຂກ້າວຫນ້າທາງດ້ານຕ່າງໆSiC Waferຜະລິດຕະພັນສໍາລັບອຸດສາຫະກໍາ semiconductor. 

ຖ້າເຈົ້າສົນໃຈwafer substrate semiconductors, ກະລຸນາຮູ້ສຶກວ່າບໍ່ເສຍຄ່າເພື່ອຕິດຕໍ່ພວກເຮົາໂດຍກົງ.

Mob: +86-180 6922 0752

WhatsAPP: +86 180 6922 0752

ອີເມວ: anny@veteksemi.com