Rauemi Raw Key mo te Hanga Semiconductor: Momo Wafer Substrates

Wafer Substrates hei Rauemi matua i roto i nga taputapu Semiconductor

Ko nga taputapu wafer ko nga kaikawe tinana o nga taputapu semiconductor, a ko o raatau taonga ka whakatau tika i te mahinga o te taputapu, te utu, me nga waahanga tono. Kei raro nei nga momo matua o nga taputapu angiangi me o raatau painga me o raatau ngoikoretanga:

1.Silicon (Si)

• Tuha Maake:Neke atu i te 95% o te maakete semiconductor o te ao.

• Painga:

  • Utu iti:He maha nga rauemi mata (silicon dioxide), nga mahi whakangao pakeke, me te ohanga kaha o te tauine.

  • Hototahi tukanga teitei:He tino pakeke te hangarau CMOS, e tautoko ana i nga pona matatau (hei tauira, 3nm).

  • Kounga tioata pai:Ka taea te whakatipuria nga angiangi-rahi (te nuinga 12-inihi, 18-inihi kei te whanake) he iti te kiato koha.

  • Āhuatanga pūkaha pūmau:He ngawari ki te tapahi, ki te whakakoi, ki te hapai.

• Nga huakore:

  • Mokowhiti herenga whaiti (1.12 eV):He nui te rere o te naianei i te teitei o te mahana, ka whakaiti i te kaha o te taputapu hiko.

  • Mokowhiti takai:He iti rawa te pai o te tuku marama, kaore e pai mo nga taputapu optoelectronic penei i nga LED me nga laser.

  • He iti te neke irahiko:He iti ake te mahi auau teitei ka whakaritea ki nga semiconductors pūhui.
    

2.Gallium Arsenide (GaAs)

• Nga tono:Nga taputapu RF auau teitei (5G/6G), nga taputapu optoelectronic (nga taiaho, nga pūtau solar).

• Painga:

  • Te nekeneke irahiko teitei (5–6x to te silicon):He pai mo nga tono tere-tere, nui-auau penei i te whakawhitiwhiti millimeter-ngaru.

  • Mokowhiti tika (1.42 eV):Ko te huringa whakaahua hiko teitei, te turanga o nga laser infrared me nga LED.

  • Te pāmahana teitei me te ātete iraruke:He pai mo te aerospace me nga taiao kino.

• Nga huakore:

  • Utu teitei:He iti rawa nga rawa, he uaua te tipu o te karaihe (he kaha ki te wehe), he iti te rahi angiangi (te nuinga 6-inihi).

  • Hangarau pakarukaru:Ka pakaru te pakaru, ka iti te hua o te tukatuka.

  • paitini:Ko te Arsenic e hiahia ana kia kaha te whakahaere me te whakahaere i te taiao.

3. Silicon Carbide (SiC)

• Nga tono:Nga taputapu hiko teitei me te ngaohiko teitei (EV inverters, teihana utu), aerospace.

• Painga:

  • Awha whanui (3.26 eV):Ko te kaha pakaru teitei (10x o te silicon), te kaha o te pāmahana teitei (te wera whakahaere> 200 °C).

  • Te werawera teitei (≈3× silicon):He pai te tohanga wera, ka kaha ake te kiato mana o te punaha.

  • Ngaronga whakawhiti iti:Ka whakapai ake i te kaha o te hurihanga mana.

• Nga huakore:

  • Te whakareri i te tïpako whakawero:He puhoi te tipu o te karaihe (> 1 wiki), he uaua te whakahaere hapa (micropipes, dislocations), te utu tino nui (5-10× silicon).

  • Rahi angiangi iti:4–6 inihi te nuinga; 8-inihi kei te whanake tonu.

  • He uaua ki te tukatuka:He tino uaua (Mohs 9.5), he pau te wa ki te tapahi me te oro.

4. Gallium Nitride (GaN)

• Nga tono:Nga taputapu hiko teitei (te utu tere, nga teihana turanga 5G), nga rama LED / laser kikorangi.

• Painga:

  • Te nekeneke irahiko tino teitei + te aputa whanui (3.4 eV):Ka whakakotahi i te auau teitei (>100 GHz) me te mahinga ngaohiko teitei.

  • Iti-atete:Ka whakaiti i te ngaronga hiko o te taputapu.

  • Heteroepitaxy hototahi:Ka tipuhia i runga i te silicon, sapphire, SiC substrates ranei, ka whakaiti i te utu.

• Nga huakore:

  • He uaua te tipu o te kirikiri kotahi:Ko te Heteroepitaxy te auraki, engari ka puta mai nga hapa o te reanga reanga.

  • Utu teitei:He tino utu nga taputapu GaN Maori (he angiangi 2-inihi te utu e hia mano USD).

  • Nga wero pono:Ko nga ahuatanga penei i te tiango o naianei me arotau.

5. Indium Phosphide (InP)

• Nga tono:Ko nga whakawhitiwhitinga whatu tere-tere (nga taiaho, nga kaitirotiro whakaahua), nga taputapu terahertz.

• Painga:

  • Te nekeneke irahiko tino teitei:Ka tautokohia te mahi> 100 GHz, he pai ake i nga GaA.

  • Aputa takai tika me te tauritenga roangaru:He rauemi matua mo te 1.3–1.55 μm whakawhitiwhiti muka whatu.

• Nga huakore:

  • He ngawari me te utu nui:He nui ake te utu o te papanga ki te 100x silicon, he iti te rahi angiangi (4–6 inihi).

6. Hapira (Al₂O₃)

• Nga tono:Te rama rama (gaN epitaxial substrate), te karaihe kapi te hikohiko kaihoko.

• Painga:

  • Utu iti:He iti rawa atu i nga taputapu SiC/GaN.

  • Pumautanga matū tino pai:He ātete ki te waikura, he tino whakamatao.

  • Puataata:He pai mo nga hanganga LED poutū.

• Nga huakore:

  • He tauritenga nui ki te GaN (>13%):He nui te kiato koha, e hiahia ana ki nga paparanga parepare.

  • He kino te kawe wera (~1/20 o te silicon):Whakawhāitihia te mahinga o nga rama hiko teitei.

7. Raupapa uku (AlN, BeO, etc.)

• Nga tono:Nga whakamahana wera mo nga waahanga hiko teitei.

• Painga:

  • Weaweti + te werawera teitei (AlN: 170–230 W/m·K):He pai mo te kohinga teitei-kiato.

• Nga huakore:

  • Kiriata-kotahi:Kaore e taea te tautoko tika i te tipu o te taputapu, ka whakamahia hei taputapu kapi anake.

8. Raupapa Motuhake

• SOI (Silicon on Insulator):

  • Hanganga:Silicon/SiO₂/silicona hanawiti.

  • Painga:Ka whakaheke i te kaha o te parapara, te whakamaroke i te iraruke, te whakakore i te rerenga (whakamahia ki te RF, MEMS).

  • Nga huakore:30–50% te utu nui atu i te nuinga o te silicon.

• Quartz (SiO₂):Ka whakamahia i roto i nga whakaahua me nga MEMS; te atete teitei engari he pakarukaru.

• Taimana:Tïpako kawe waiariki teitei (> 2000 W/m·K), i raro i te R&D mo te tino werawera.

Ripanga Whakarāpopoto Whakataurite

Nga Take Matua mo te Whiriwhiringa Raapapa

• Nga whakaritenga mahi:GaAs/InP mo te auau teitei; SiC mo te ngaohiko teitei, te wera nui; GaAs/InP/GaN mo optoelectronics.

• Nga herenga utu:Ko nga hikohiko kaihoko e pai ana ki te silicon; Ka taea e nga mara teitei te whakamana i nga utu SiC / GaN.

• Te matatini o te whakauru:Ko te Silicon e kore e taea te whakakapi mo te hototahi CMOS.

• Te whakahaere werawera:Ko nga tono mana teitei e pai ake ana ki a SiC, ki te GaN-taimana ranei.

• Te pakeke o te mekameka tuku:Si > Sapphire > GaAs > SiC > GaN > InP.

Au a meake nei

Ko te whakakotahitanga rereke (hei tauira, GaN-on-Si, GaN-on-SiC) ka whakataurite i te mahi me te utu, te kawe whakamua i roto i te 5G, nga waka hiko, me te rorohiko quantum.