א פולשטענדיקער איבערבליק פון מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן וווּקס מעטאָדן

א פולשטענדיקער איבערבליק פון מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן וווּקס מעטאָדן

1. הינטערגרונט פון מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן אַנטוויקלונג

די פארשריט פון טעכנאָלאָגיע און די וואַקסנדיקע פאָדערונג פֿאַר הויך-עפעקטיווקייט קלוגע פּראָדוקטן האָבן ווייטער געשטאַרקט די קערן פּאָזיציע פון ​​דער אינטעגרירטער קרייז (IC) אינדוסטריע אין נאַציאָנאַלער אַנטוויקלונג. ווי דער ווינקלשטיין פון דער IC אינדוסטריע, שפּילט האַלב-קאָנדוקטאָר מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן אַ וויכטיקע ראָלע אין טרייבן טעקנאַלאָגישע כידעש און עקאָנאָמישן וווּקס.

לויט דאטן פון דער אינטערנאציאנאלער האַלב-קאָנדוקטאָר אינדוסטריע אַסאָציאַציע, האָט דער גלאָבאַלער האַלב-קאָנדוקטאָר וועיפער מאַרק דערגרייכט אַ פארקויפונג ציפער פון $12.6 ביליאָן, מיט שיפּמענטס וואַקסנדיק צו 14.2 ביליאָן קוואַדראַט אינטשעס. דערצו, די פאָדערונג פֿאַר סיליקאָן וועיפערס פאָרזעצט צו וואַקסן קעסיידער.

אבער, די גלאבאלע סיליקאן וועיפער אינדוסטריע איז שטארק קאנצענטרירט, מיט די שפּיץ פינף סאַפּלייערז וואָס דאָמינירן איבער 85% פון די מאַרק טיילן, ווי געוויזן אונטן:

• שין-עטסו כעמיש (יאַפּאַן)

• סומקאָ (יאַפּאַן)

• גלאבאלע וועיפערס

• סילטראָניק (דײַטשלאַנד)

• SK סילטראָן (דרום קארעע)

דיזע אָליגאָפּאָלי רעזולטירט אין כינע'ס שווערע אָפּהענגיקייט אויף אימפארטירטע מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן וועיפערס, וואָס איז געוואָרן איינער פון די שליסל פלאַשנעס וואָס באַגרענעצט די אַנטוויקלונג פון דער מדינה'ס אינטעגרירטע קרייז אינדוסטריע.

כדי צו איבערקומען די איצטיקע שוועריקייטן אין דעם האַלב-קאָנדוקטאָר סיליקאָן מאָנאָקריסטאַל פאַבריקאַציע סעקטאָר, איז ינוועסטירן אין פאָרשונג און אַנטוויקלונג און פארשטארקן דינער פּראָדוקציע קייפּאַבילאַטיז אַן אונפארמיידלעכע ברירה.

2. איבערבליק פון מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן מאַטעריאַל

מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן איז די יסוד פון דער אינטעגרירטער קרייז אינדוסטריע. ביז היינט, איבער 90% פון IC טשיפּס און עלעקטראָנישע דעוויסעס זענען געמאכט מיט מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן ווי דער הויפּט מאַטעריאַל. די ברייטע פאָדערונג פֿאַר מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן און זייַנע פֿאַרשידענע אינדוסטריעלע אַפּליקאַציעס קען זיין צוגעשריבן צו עטלעכע סיבות:

1. זיכערקייט און ענווייראָנמענטאַלי פרייַנדלעךסיליקאָן איז שעפעדיק אין דער ערד'ס סקאָרינקע, נישט-טאַקסיש, און סביבה-פרייַנדלעך.

2. עלעקטרישע איזאָלאַציעסיליקאָן ווייזט נאַטירלעך עלעקטרישע איזאָלאַציע אייגנשאַפטן, און נאָך היץ באַהאַנדלונג, פאָרמירט עס אַ פּראַטעקטיוו שיכט פון סיליקאָן דייאַקסייד, וואָס עפעקטיוו פאַרהיט דעם אָנווער פון עלעקטרישער אָפּצאָל.

3. טעכנאָלאָגיע פֿאַר דערוואַקסענע וואוקסדי לאַנגע געשיכטע פון ​​טעקנאַלאָגישער אַנטוויקלונג אין סיליקאָן וואוקס פּראָצעסן האט עס געמאַכט פיל מער סאָפיסטיקירט ווי אַנדערע האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן.

די פאַקטאָרן צוזאַמען האַלטן מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן אין דער פאָדערשטער ריי פון דער אינדוסטריע, מאַכנדיג עס נישט צו פאַרבייטן מיט אַנדערע מאַטעריאַלן.

אין טערמינען פון קריסטאַל סטרוקטור, איז מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן אַ מאַטעריאַל געמאַכט פון סיליקאָן אַטאָמען אויסגעשטעלט אין אַ פּעריִאָדישן גיטער, וואָס שאַפֿט אַ קאָנטינויִערלעכע סטרוקטור. דאָס איז די באַזע פון ​​דער טשיפּ פאַבריקאַציע אינדוסטריע.

די פאלגענדע דיאַגראַמע אילוסטרירט דעם גאַנצן פּראָצעס פון מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן צוגרייטונג:

פּראָצעס איבערבליק:
מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן ווערט באַקומען פֿון סיליקאָן ערץ דורך אַ סעריע ראַפֿינירן טריט. ערשטנס באַקומט מען פּאָליקריסטאַלין סיליקאָן, וואָס ווערט דערנאָך געוואַקסן אין אַ מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן שטאַנג אין אַ קריסטאַל וואוקס אויוון. דערנאָך ווערט עס געשניטן, פּאָלירט און פּראָצעסירט אין סיליקאָן וועיפֿערס פּאַסיק פֿאַר טשיפּ פּראָדוקציע.

סיליקאָן וואַפערס זענען טיפּיש צעטיילט אין צוויי קאַטעגאָריעס:פאָטאָוואָלטאַיק-גראַדאוןהאַלב-קאָנדוקטאָר-גראַדדי צוויי טיפן אונטערשיידן זיך הויפּטזעכליך אין זייער סטרוקטור, ריינקייט, און אויבערפלאַך קוואַליטעט.

• האַלב-קאָנדוקטאָר-גראַד וועיפערסהאָבן אַן אויסערגעוויינלעך הויכע ריינקייט פון ביז 99.999999999%, און זענען שטרענג פארלאנגט צו זיין מאָנאָקריסטאַלינע.

• פאָטאָוואָלטאַיק-גראַד וועיפערסזענען ווייניקער ריין, מיט ריינקייט לעוועלס פון 99.99% ביז 99.9999%, און האבן נישט אזעלכע שטרענגע באדערפענישן פאר קריסטאל קוואַליטעט.

דערצו, האַלב-קאָנדוקטאָר-גראַד וועיפערס דאַרפן העכערע ייבערפלאַך גלאַטקייט און ריינקייט ווי פאָטאָוואָלטאַיק-גראַד וועיפערס. די העכערע סטאַנדאַרדן פֿאַר האַלב-קאָנדוקטאָר וועיפערס פאַרגרעסערן ביידע די קאָמפּלעקסיטי פון זייער צוגרייטונג און זייער שפּעטערדיק ווערט אין אַפּליקאַציעס.

די פאלגענדע טשאַרט גיט א איבערבליק פון די עוואָלוציע פון ​​האַלב-קאָנדוקטאָר וועיפער ספּעציפיקאַציעס, וואָס האָבן זיך געוואַקסן פון פריע 4-אינטש (100 מם) און 6-אינטש (150 מם) וועיפער ביז די איצטיקע 8-אינטש (200 מם) און 12-אינטש (300 מם) וועיפער.

אין דער פאקטישער צוגרייטונג פון סיליקאן מאָנאָקריסטאלן, ווערירט די גרייס פון די וועיפער לויטן טיפ פון אַפּליקאַציע און די קאָסטן. למשל, זכּרון טשיפּס ניצן געוויינטלעך 12-אינטש וועיפער, בשעת מאַכט דעוויסעס ניצן אָפט 8-אינטש וועיפער.

אין קורצן, די עוואלוציע פון ​​וועיפער גרייס איז דער רעזולטאט פון ביידע מור'ס געזעץ און עקאנאמישע פאקטארן. א גרעסערע וועיפער גרייס ערמעגליכט דעם וואוקס פון מער נוצבארע סיליקאן שטח אונטער די זעלבע פראצעסירונג באדינגונגען, רעדוצירנדיג פראדוקציע קאסטן בשעת מינימיזירנדיג אפפאל פון וועיפער עדזשעס.

אלס א קריטישער מאַטעריאַל אין מאָדערנער טעכנאָלאָגישער אַנטוויקלונג, האַלב-קאָנדוקטאָר סיליקאָן וועיפערס, דורך פּינקטלעכע פּראָצעסן ווי פאָטאָליטאָגראַפי און יאָן אימפּלאַנטאַציע, ערמעגלעכן די פּראָדוקציע פון ​​פֿאַרשידענע עלעקטראָנישע דעוויסעס, אַרייַנגערעכנט הויך-מאַכט גלייכרעכטער, טראַנזיסטאָרן, בייפּאָולאַר דזשאַנקשאַן טראַנזיסטאָרן און סוויטשינג דעוויסעס. די דעוויסעס שפּילן אַ שליסל ראָלע אין פעלדער ווי קינסטלעכע אינטעליגענץ, 5G קאָמוניקאַציע, אויטאָמאָטיוו עלעקטראָניק, די אינטערנעט פון זאכן און לופטפאָרט, פאָרמינג דעם ווינקלשטיין פון נאַציאָנאַלער עקאָנאָמישער אַנטוויקלונג און טעכנאָלאָגישער כידעש.

3. מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן גראָוט טעכנאָלאָגיע

דיטשאכראַלסקי (CZ) מעטאָדעאיז אַן עפֿעקטיווער פּראָצעס פֿאַר אַרויסציען הויך-קוואַליטעט מאָנאָקריסטאַלינע מאַטעריאַל פֿון דער צעשמעלצטער מאַטעריאַל. פֿאָרגעלייגט דורך יאַן טשאָטשראַלסקי אין 1917, איז די מעטאָדע אויך באַקאַנט ווי דיקריסטאַל ציעןמעטאָדע.

איצט ווערט די CZ מעטאָדע ברייט גענוצט אין דער צוגרייטונג פון פארשידענע האַלב-קאָנדוקטאָר מאַטעריאַלן. לויט אומפארענדיקטע סטאַטיסטיק, ווערן בערך 98% פון עלעקטראָנישע קאָמפּאָנענטן געמאַכט פון מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן, מיט 85% פון די קאָמפּאָנענטן פּראָדוצירט מיטן CZ מעטאָדע.

די CZ מעטאָדע איז באַליבט צוליב איר אויסגעצייכנטע קריסטאַל קוואַליטעט, קאָנטראָלירבאַרע גרייס, שנעלע וואוקס קורס, און הויכע פּראָדוקציע עפעקטיווקייט. די אייגנשאַפטן מאַכן CZ מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן דעם באַליבטן מאַטעריאַל צו באַפרידיקן די הויך-קוואַליטעט, גרויס-וואָג פאָדערונג אין דער עלעקטראָניק אינדוסטריע.

דער וואוקס פּרינציפּ פון CZ מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן איז ווי גייט:

דער CZ פּראָצעס דאַרף הויכע טעמפּעראַטורן, אַ וואַקוום, און אַ פֿאַרמאַכטע סביבה. די שליסל עקוויפּמענט פֿאַר דעם פּראָצעס איז דיקריסטאַל וווּקס אויוון, וואָס פֿאַרלייכטערט די דאָזיקע באַדינגונגען.

די פאלגענדע דיאַגראַמע אילוסטרירט די סטרוקטור פון אַ קריסטאַל וווּקס אויוון.

אין דעם CZ פּראָצעס, ווערט ריין סיליקאָן געלייגט אין אַ טיגל, צעלאָזט, און אַ זוימען קריסטאַל ווערט אַרײַנגעפֿירט אין דעם געשמאָלצן סיליקאָן. דורך פּינקטלעך קאָנטראָלירן פּאַראַמעטערס ווי טעמפּעראַטור, ציען קורס, און טיגל ראָטאַציע גיכקייַט, אַטאָמען אָדער מאָלעקולן בײַם גרענעץ פון דעם זוימען קריסטאַל און געשמאָלצן סיליקאָן קעסיידער רעאָרגאַניזירן זיך, פֿאַרפעסטיקט זיך ווען די סיסטעם קילט זיך אָפּ און לעסאָף שאַפֿט אַן איינציקן קריסטאַל.

די קריסטאַל וווּקס טעכניק פּראָדוצירט הויך-קוואַליטעט, גרויס-דיאַמעטער מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן מיט ספּעציפישע קריסטאַל אָריענטאַציעס.

דער וואוקס פּראָצעס נעמט אַרײַן עטלעכע וויכטיקע טריט, אַרײַנגערעכנט:

1. דיסאַסעמבלי און לאָודינגאַראָפּנעמען דעם קריסטאַל און גרינטלעך רייניקן דעם אויוון און קאָמפּאָנענטן פון קאַנטאַמאַנאַנץ ווי קוואַרץ, גראַפיט, אָדער אַנדערע אומריינקייטן.

2. וואַקוום און שמעלצןדי סיסטעם ווערט עוואקואירט צו א וואקיום, נאכגעפאלגט דורך די אריינפיר פון ארגאן גאז און די הייצונג פון די סיליקאן לאדונג.

3. קריסטאַל ציעןדער זוימען קריסטאַל ווערט אַראָפּגעלאָזט אין דעם געשמאָלצן סיליקאָן, און די צובינד טעמפּעראַטור ווערט קערפֿול קאָנטראָלירט צו ענשור געהעריקע קריסטאַליזאַציע.

4. שאָולדערינג און דיאַמעטער קאָנטראָלווי דער קריסטאַל וואַקסט, ווערט זיין דיאַמעטער קערפֿוליק מאָניטאָרירט און אַדזשאַסטיד צו ענשור אַ גלייכמעסיקן וואוקס.

5. סוף פון וואוקס און אויוון פארמאכונגאַמאָל די געוואונטשענע קריסטאַל גרייס איז דערגרייכט, ווערט דער אויוון אויסגעלאָשן, און דער קריסטאַל ווערט אַרויסגענומען.

די דעטאַלירטע טריט אין דעם פּראָצעס ענשור די שאַפונג פון הויך-קוואַליטעט, חסרון-פֿרייע מאָנאָקריסטאַלן פּאַסיק פֿאַר האַלב-קאָנדוקטאָר פּראָדוקציע.

4. שוועריקייטן אין מאָנאָקריסטאַלינע סיליקאָן פּראָדוקציע

איינע פון ​​די הויפּט שוועריקייטן אין פּראָדוצירן גרויס-דיאַמעטער האַלב-קאָנדוקטאָר מאָנאָקריסטאַלן ליגט אין איבערקומען די טעכנישע פלאַשנעס בעת דעם וואוקס פּראָצעס, ספּעציעל אין פאָרויסזאָגן און קאָנטראָלירן קריסטאַל חסרונות:

1. נישט קאָנסיסטענט מאָנאָקריסטאַל קוואַליטעט און נידעריק טראָגןווי די גרייס פון די סיליקאָן מאָנאָקריסטאַלן וואַקסט, וואַקסט די קאָמפּלעקסיטעט פון דער וואוקס סביבה, מאַכנדיג עס שווער צו קאָנטראָלירן פאַקטאָרן ווי די טערמישע, פלוס און מאַגנעטישע פעלדער. דאָס קאָמפּליצירט די אויפגאַבע פון ​​דערגרייכן קאָנסיסטענט קוואַליטעט און העכערע ייעלדס.

2. נישט-סטאַביל קאָנטראָל פּראָצעסדער וואוקס פּראָצעס פון האַלב-קאָנדוקטאָר סיליקאָן מאָנאָקריסטאַלן איז זייער קאָמפּליצירט, מיט קייפל פיזישע פעלדער וואָס ינטעראַקטירן, וואָס מאַכט קאָנטראָל פּינקטלעכקייט נישט סטאַביל און פירט צו נידעריק פּראָדוקט ייעלדס. איצטיקע קאָנטראָל סטראַטעגיעס פאָקוסירן דער הויפּט אויף די מאַקראָסקאָפּישע דימענסיעס פון די קריסטאַל, בשעת קוואַליטעט איז נאָך אַדזשאַסטיד באזירט אויף מאַנועל דערפאַרונג, וואָס מאכט עס שווער צו טרעפן די באדערפענישן פֿאַר מיקראָ און נאַנאָ פאַבריקאַציע אין IC טשיפּס.

כדי צו אַדרעסירן די שוועריקייטן, איז די אַנטוויקלונג פון רעאַל-צייט, אָנליין מאָניטאָרינג און פאָרויסזאָגן מעטאָדן פֿאַר קריסטאַל קוואַליטעט דרינגענד נויטיק, צוזאַמען מיט פֿאַרבעסערונגען אין קאָנטראָל סיסטעמען צו ענשור סטאַבילע, הויך-קוואַליטעט פּראָדוקציע פון ​​גרויסע מאָנאָקריסטאַלן פֿאַר נוצן אין אינטעגרירטע קרייזן.