ჩინეთის ვაფლის მწარმოებლები, მომწოდებლები, ქარხანა
რა არის ნახევარგამტარული ვაფლი?
ნახევარგამტარული ვაფლი არის ნახევარგამტარული მასალის თხელი, მრგვალი ნაჭერი, რომელიც ემსახურება როგორც საფუძველს ინტეგრირებული სქემების (ICs) და სხვა ელექტრონული მოწყობილობების წარმოებისთვის. ვაფლი უზრუნველყოფს ბრტყელ და ერთგვაროვან ზედაპირს, რომელზედაც აგებულია სხვადასხვა ელექტრონული კომპონენტი.
ვაფლის წარმოების პროცესი მოიცავს რამდენიმე საფეხურს, მათ შორის სასურველი ნახევარგამტარული მასალის დიდი ერთი კრისტალის გაზრდას, ბროლის თხელ ვაფლებად დაჭრას ალმასის ხერხის გამოყენებით და შემდეგ ვაფლის გაპრიალებასა და გაწმენდას ნებისმიერი ზედაპირის დეფექტების ან მინარევების მოსაშორებლად. მიღებულ ვაფლებს აქვთ ძალიან ბრტყელი და გლუვი ზედაპირი, რაც გადამწყვეტია შემდგომი წარმოების პროცესებისთვის.
ვაფლის მომზადების შემდეგ, ისინი გაივლიან ნახევარგამტარული წარმოების პროცესებს, როგორიცაა ფოტოლითოგრაფია, ოხრახუში, დეპონირება და დოპინგი, რათა შეიქმნას რთული შაბლონები და ფენები, რომლებიც საჭიროა ელექტრონული კომპონენტების შესაქმნელად. ეს პროცესები მრავალჯერ მეორდება ერთ ვაფერზე, რათა შეიქმნას მრავალი ინტეგრირებული სქემები ან სხვა მოწყობილობები.
დამზადების პროცესის დასრულების შემდეგ, ცალკეული ჩიპები გამოყოფილია ვაფლის კუბიკებით წინასწარ განსაზღვრული ხაზების გასწვრივ. განცალკევებული ჩიპები შემდეგ შეფუთულია, რათა დაიცვან ისინი და უზრუნველყონ ელექტრო კავშირები ელექტრონულ მოწყობილობებში ინტეგრაციისთვის.
სხვადასხვა მასალები ვაფლზე
ნახევარგამტარული ვაფლები ძირითადად მზადდება ერთკრისტალური სილიკონისგან მისი სიმრავლის, შესანიშნავი ელექტრული თვისებების და ნახევარგამტარების წარმოების სტანდარტულ პროცესებთან თავსებადობის გამო. თუმცა, კონკრეტული აპლიკაციებიდან და მოთხოვნებიდან გამომდინარე, ვაფლის დასამზადებლად სხვა მასალებიც შეიძლება იქნას გამოყენებული. აქ არის რამდენიმე მაგალითი:
სილიციუმის კარბიდი (SiC) არის ფართო ზოლიანი ნახევარგამტარული მასალა, რომელიც გთავაზობთ უმაღლეს ფიზიკურ თვისებებს ტრადიციულ მასალებთან შედარებით. ეს ხელს უწყობს დისკრეტული მოწყობილობების, მოდულების და მთლიანი სისტემების ზომისა და წონის შემცირებას, ხოლო ეფექტურობის გაუმჯობესებას.
SiC-ის ძირითადი მახასიათებლები:
- - ფართო ზოლი:SiC-ის ზოლი დაახლოებით სამჯერ აღემატება სილიკონს, რაც საშუალებას აძლევს მას იმუშაოს მაღალ ტემპერატურაზე, 400°C-მდე.
- - მაღალი კრიტიკული ავარიის ველი:SiC-ს შეუძლია გაუძლოს სილიკონის ელექტრული ველის ათჯერ მეტს, რაც მას იდეალურს ხდის მაღალი ძაბვის მოწყობილობებისთვის.
- - მაღალი თბოგამტარობა:SiC ეფექტურად ანაწილებს სითბოს, ეხმარება მოწყობილობებს შეინარჩუნონ ოპტიმალური სამუშაო ტემპერატურა და ახანგრძლივონ მათი სიცოცხლის ხანგრძლივობა.
- - მაღალი გაჯერების ელექტრონის დრიფტის სიჩქარე:სილიკონის გაორმაგებული დრიფტის სიჩქარით, SiC საშუალებას იძლევა გადართვის უფრო მაღალი სიხშირეები, რაც ხელს უწყობს მოწყობილობის მინიატურიზაციას.
აპლიკაციები:
-
- დენის ელექტრონიკა:SiC დენის მოწყობილობები გამოირჩევიან მაღალი ძაბვის, მაღალი დენის, მაღალი ტემპერატურის და მაღალი სიხშირის გარემოში, რაც მნიშვნელოვნად ზრდის ენერგიის კონვერტაციის ეფექტურობას. ისინი ფართოდ გამოიყენება ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებში, დამტენ სადგურებში, ფოტოელექტრო სისტემებში, სარკინიგზო გადაზიდვებში და ჭკვიან ქსელებში.
-
- მიკროტალღური კომუნიკაციები:SiC-ზე დაფუძნებული GaN RF მოწყობილობები გადამწყვეტია უკაბელო საკომუნიკაციო ინფრასტრუქტურისთვის, განსაკუთრებით 5G საბაზო სადგურებისთვის. ეს მოწყობილობები აერთიანებს SiC-ის შესანიშნავ თბოგამტარობას GaN-ის მაღალი სიხშირის, მაღალი სიმძლავრის RF გამომავალთან, რაც მათ სასურველ არჩევანს აქცევს შემდეგი თაობის მაღალი სიხშირის სატელეკომუნიკაციო ქსელებისთვის.
გალიუმის ნიტრიდი (GaN)არის მესამე თაობის ფართო ზოლიანი ნახევარგამტარული მასალა დიდი ზოლიანი უფსკრულით, მაღალი თბოგამტარობით, ელექტრონის გაჯერების დრიფტის მაღალი სიჩქარით და დაშლის ველის შესანიშნავი მახასიათებლებით. GaN მოწყობილობებს აქვთ გამოყენების ფართო პერსპექტივები მაღალი სიხშირის, მაღალსიჩქარიანი და მაღალი სიმძლავრის სფეროებში, როგორიცაა LED ენერგიის დაზოგვის განათება, ლაზერული პროექციის ეკრანები, ელექტრო მანქანები, ჭკვიანი ბადეები და 5G კომუნიკაციები.
გალიუმის არსენიდი (GaAs)არის ნახევარგამტარული მასალა, რომელიც ცნობილია თავისი მაღალი სიხშირით, მაღალი ელექტრონების მობილურობით, მაღალი სიმძლავრის გამომუშავებით, დაბალი ხმაურით და კარგი წრფივობით. იგი ფართოდ გამოიყენება ოპტოელექტრონულ და მიკროელექტრონულ ინდუსტრიებში. ოპტოელექტრონიკაში GaAs სუბსტრატები გამოიყენება LED (შუქის გამოსხივების დიოდები), LD (ლაზერული დიოდები) და ფოტოელექტრული მოწყობილობების დასამზადებლად. მიკროელექტრონიკაში ისინი გამოიყენება MESFET-ების (მეტალის ნახევარგამტარული ველის ეფექტის ტრანზისტორები), HEMT (ელექტრონების მაღალი მობილურობის ტრანზისტორები), HBT (ჰეტეროკავშირის ბიპოლარული ტრანზისტორები), ICs (ინტეგრირებული სქემები), მიკროტალღური დიოდები და ჰოლის ეფექტის მოწყობილობების წარმოებაში.
ინდიუმის ფოსფიდი (InP)არის ერთ-ერთი მნიშვნელოვანი III-V ნაერთი ნახევარგამტარი, რომელიც ცნობილია ელექტრონების მაღალი მობილურობით, შესანიშნავი გამოსხივების წინააღმდეგობით და ფართო ზოლებით. იგი ფართოდ გამოიყენება ოპტოელექტრონულ და მიკროელექტრონულ ინდუსტრიებში.