He Tirohanga Matanui mo nga Tikanga Tipu Monocrystalline Silicon

He Tirohanga Matanui mo nga Tikanga Tipu Monocrystalline Silicon

1. Papamuri o Monocrystalline Silicon Development

Ko te ahu whakamua o te hangarau me te piki haere o te hiahia mo nga hua atamai tino kaha kua whakakaha ake i te tuunga matua o te umanga whakahiato (IC) i roto i te whanaketanga o te motu. I te mea ko te kokonga o te umanga IC, he mahi nui te semiconductor monocrystalline silicon ki te akiaki i te auahatanga hangarau me te tipu ohaoha.

E ai ki nga raraunga mai i te International Semiconductor Industry Association, ko te maakete wafer semiconductor o te ao i eke ki te ahua hoko o te $12.6 piriona, me nga kaipuke ka piki ki te 14.2 piriona inihi tapawha. I tua atu, kei te piki haere tonu te hiahia mo nga wafers silicon.

Heoi, ko te umanga wafer silicon o te ao e tino aro ana, me nga kaiwhakarato e rima o runga ake i te 85% o te wahanga maakete, penei i raro nei:

• Shin-Etsu Chemical (Hapanihi)

• SUMCO (Hapana)

• Wafers Ao

• Siltronic (Timana)

• SK Siltron (Korea ki te Tonga)

Ko tenei oligopoly ka nui te whakawhirinaki o Haina ki te kawemai i nga wafers silicon monocrystalline, kua noho ko ia tetahi o nga kohungahunga matua e aukati ana i te whakawhanaketanga o te umanga taiawhio whakauru o te whenua.

Hei hinga i nga wero o naianei i roto i te waahanga hangahanga monocrystal semiconductor silicon monocrystal, ko te haumi ki te rangahau me te whakawhanaketanga me te whakapakari i nga mahi whakangao o roto o te whare he whiringa kore.

2. Tirohanga o Monocrystalline Silicon Material

Ko te silicon Monocrystalline te turanga o te ahumahi iahiko whakauru. I tenei wa, neke atu i te 90% o nga maramara IC me nga taputapu hiko ka mahia ma te whakamahi i te silicon monocrystalline hei rauemi tuatahi. Ko te tono whanui mo te silicon monocrystalline me ona momo tono ahumahi ka taea te kii ki etahi take:

1. Haumaru me te Taiao: He nui te Silicon i roto i te kirinuku o te whenua, kaore i te paitini, he pai ki te taiao.

2. Waihanga Hiko: Ko te Silicon e whakaatu ana i nga ahuatanga whakamaarama hiko, a, i runga i te whakamaarama wera, ka hangaia he paparanga whakamarumaru o te hauhaa hiko, e aukati ana i te ngaro o te utu hiko.

3. Hangarau Tipu Pakeke: Ko te roa o te hitori o te whakawhanaketanga hangarau i roto i nga tikanga whakatipu silicon kua tino maamaa ake i era atu rauemi semiconductor.

Ka noho tahi enei mea ki te pupuri i te silicon monocrystalline ki mua o te umanga, ka kore e taea te whakakapi e etahi atu rawa.

Mo te hanganga karaihe, ko te silicon monocrystalline he mea hanga mai i nga ngota silicon kua whakaritea i roto i te maataki waahi, e hanga ana i te hanganga tonu. Ko te turanga o te ahumahi hanga maramara.

Ko te hoahoa e whai ake nei e whakaatu ana i te katoa o te mahi o te takahanga silicon monocrystalline:

Tirohanga Tukatuka:
Ko te silicon monocrystalline he mea ahu mai i te ore silicon na roto i te raupapa o nga taahiraa para. Tuatahi, ka whiwhihia te polycrystalline silicon, ka tipuhia ki roto i te monocrystalline silicon ingot i roto i te oumu tipu karaihe. Muri iho, ka tapahia, ka orohia, ka tukatukahia hei angiangi silicon e tika ana mo te hanga maramara.

Ka wehewehea nga wafers Silicon ki nga waahanga e rua:kōeke-whakaahuaakōeke hikohiko. Ko enei momo e rua he rereke te nuinga o te hanganga, te ma, me te kounga o te mata.

• He angiangi momo-whakawhitingahe tino parakore o runga ake ki te 99.999999999%, me te tino hiahia kia monocrystalline.

• Nga angiangi-whakaahua-whakaahuahe iti ake te parakore, me nga taumata parakore mai i te 99.99% ki te 99.9999%, a kaore he whakaritenga tino kaha mo te kounga karaihe.

I tua atu, me nui ake te maene o te mata me te ma i nga angiangi o te karaehe-a-waa i te wafers-whakaahua. Ko nga paerewa teitei ake mo nga wafers semiconductor e whakanui ana i te uaua o ta raatau whakaritenga me o raatau uara o muri mai i roto i nga tono.

Ko te tūtohi e whai ake nei e whakaatu ana i te kukuwhatanga o nga tohu angiangi semiconductor, kua piki ake mai i nga angiangi 4-inihi (100mm) me te 6-inihi (150mm) ki te wafers 8-inihi (200mm) me te 12-inihi (300mm).

I roto i te whakaritenga monocrystal silicon tūturu, he rereke te rahi o te angiangi i runga i te momo tono me nga mea utu. Hei tauira, ka whakamahia e nga maramara mahara te wafers 12-inihi, engari ka whakamahia e nga taputapu hiko nga wafers 8-inihi.

Hei whakarāpopototanga, ko te whanaketanga o te rahi angiangi ko te hua o te Ture a Moore me nga take ohaoha. Ko te rahi angiangi nui ake ka taea te tipu o te waahi silicon ka taea te whakamahi i raro i nga tikanga tukatuka rite, ka whakaheke i nga utu whakaputa me te whakaiti i nga ururua mai i nga taha angiangi.

He mea tino nui mo te whanaketanga hangarau hou, he wafers silicon semiconductor, na roto i nga tikanga tika penei i te photolithography me te whakaurunga katote, ka taea te hanga o nga momo taputapu hiko, tae atu ki nga kaiwhakatika hiko teitei, transistors, bipolar junction transistors, me nga taputapu whakawhiti. Ka whai waahi nui enei taputapu ki nga mara penei i te mohio mohio, te whakawhitiwhiti 5G, te hikohiko miihini, te Ipurangi o nga Mea, me te aerospace, te hanga i te kokonga o te whanaketanga ohaoha o te motu me nga mahi hangarau.

3. Hangarau Monocrystalline Silicon Growth

Ko teTikanga Czochralski (CZ).he mahinga pai mo te toia mai i nga rawa monocrystalline kounga teitei mai i te whakarewa. I whakaarohia e Jan Czochralski i te tau 1917, ka mohiotia ano tenei tikanga ko teTe Toia Crystaltikanga.

I tenei wa, ko te tikanga CZ e whakamahia nuitia ana i roto i te whakarite i nga momo rauemi semiconductor. E ai ki nga tatauranga kaore i oti, tata ki te 98% o nga waahanga hiko i hangaia mai i te silicon monocrystalline, me te 85% o enei waahanga i hangaia ma te whakamahi i te tikanga CZ.

Ko te tikanga CZ e pai ana na te mea he pai te kounga o te karaihe, te rahi e taea te whakahaere, te tere o te tipu, me te pai o te whakaputa. Ko enei ahuatanga ka hanga CZ monocrystalline silicon te rauemi pai mo te whakatutuki i te kounga teitei, te tono nui i roto i te ahumahi hiko.

Ko te kaupapa tipu o te CZ monocrystalline silicon e whai ake nei:

Ko te tukanga CZ e hiahia ana ki te wera nui, te waatea, me te taiao kati. Ko te taputapu matua mo tenei tukanga ko teoumu tupu tioata, e whakahaere ana i enei tikanga.

Ko te hoahoa e whai ake nei e whakaatu ana i te hanganga o te oumu tipu tioata.

I roto i te tukanga CZ, ka makahia te kirika parakore ki roto i te parapara, ka rewa, ka whakauruhia he karaihe kakano ki roto i te kirika whakarewa. Ma te whakahaere tika i nga tawhā penei i te pāmahana, te reiti kume, me te tere hurihanga para, ngota, ngota ngota ranei i te atanga o te karaihe kakano me te silicon whakarewa ka whakatikatika tonu, ka pakari i te mea ka matao te punaha me te mutunga ka hanga he karaihe kotahi.

Ko tenei tikanga tipu tioata e whakaputa ana i te hiako monocrystalline teitei-te-kounga teitei me nga whakatakotoranga karaihe motuhake.

Ko te tukanga tipu he maha nga waahanga matua, tae atu ki:

1. Wetewete me te Uta: Te tango i te karaihe me te tino horoi i te oumu me nga waahanga mai i nga mea poke penei i te quartz, graphite, etahi atu poke ranei.

2. Korehau me te Whakarewa: Ka whakatahia te punaha ki te waatea, ka whai i te whakauru o te hau argon me te whakamahana o te utu silicon.

3. Te Toia Crystal: Ka whakahekehia te karaihe kakano ki roto i te silicon rewa, ka ata whakahaerea te pāmahana atanga kia tika ai te whakamaaramatanga.

4. Te Mana Pwhitiwhiti me te Diameter: I te tipu o te karaihe, ka ata tirotirohia tona diameter me te whakatikatika kia rite ai te tipu.

5. Te Whakamutunga o te Tipu me te Katinga Umu: Kia tutuki te rahi o te karaihe e hiahiatia ana, ka tutakina te oumu, ka tangohia te karaihe.

Ko nga waahanga taipitopito i roto i tenei mahinga ka whakarite i te hanga o nga monocrystals kounga teitei, kore koha-kore e tika ana mo te hanga semiconductor.

4. Nga wero i roto i te Monocrystalline Silicon Production

Ko tetahi o nga wero nui ki te whakaputa i nga monocrystals semiconductor rahi-diameter kei te hinga i nga pounamu hangarau i te wa o te tipu, ina koa ki te matapae me te whakahaere i nga hapa karaihe:

1. Kounga Monocrystal Taurite me te Hua Iti: Ka piki ake te rahi o nga monocrystals silicon, ka piki ake te uaua o te taiao tipu, he uaua ki te whakahaere i nga mea penei i te waiariki, te rere, me te papa autō. Ka whakararu tenei i te mahi ki te whakatutuki i te kounga riterite me nga hua teitei ake.

2. Te Tukatuka Mana Taukore: Ko te tukanga tipu o nga monocrystals silicon semiconductor he tino uaua, me te maha o nga mara tinana e pahekoheko ana, e kore ai e tau te mana whakahaere me te arahi ki te iti o nga hua hua. Ko nga rautaki whakahaere o naianei e aro nui ana ki nga rahinga tonotono o te karaihe, i te mea kei te whakatikatika tonu te kounga i runga i nga wheako a-ringa, he uaua ki te whakatutuki i nga whakaritenga mo te hanga moroiti me te nano i roto i nga maramara IC.

Hei whakatutuki i enei wero, ko te whakawhanaketanga o te waa tuuturu, te aro turuki i te ipurangi me nga tikanga matapae mo te kounga o te karaihe e tino hiahiatia ana, me te whakapai ake i nga punaha whakahaere kia pai ai te hanga o nga monocrystals nui hei whakamahi i roto i nga iahiko whakauru.