Nchịkọta zuru oke nke Usoro Ịmụba Mkpụrụ Ọla nke Monocrystalline

Nchịkọta zuru oke nke Usoro Ịmụba Mkpụrụ Ọla nke Monocrystalline

1. Ihe ndabere nke mmepe nke silik monocrystalline

Ọganihu nke teknụzụ na mmụba nke ọchịchọ maka ngwaahịa smart dị elu emeela ka ọnọdụ isi nke ụlọ ọrụ sekit integrated (IC) sie ike na mmepe mba. Dịka isi ihe dị mkpa nke ụlọ ọrụ IC, semiconductor monocrystalline silicon na-arụ ọrụ dị mkpa n'ịkwalite ihe ọhụrụ na uto akụ na ụba.

Dịka data sitere na International Semiconductor Industry Association si kwuo, ahịa wafer semiconductor zuru ụwa ọnụ ruru ọnụọgụ ahịa nke $12.6 ijeri, ebe mbupu na-eto ruo ijeri 14.2 square inch. Ọzọkwa, ọchịchọ maka wafer silicon na-aga n'ihu na-arị elu nke ukwuu.

Agbanyeghị, ụlọ ọrụ silicon wafer zuru ụwa ọnụ nwere nnukwu mkpokọta, ebe ndị na-ebubata ngwaahịa ise kachasị elu na-achịkwa ihe karịrị 85% nke òkè ahịa, dịka egosiri n'okpuru:

• Shin-Etsu Chemical (Japan)

• SUMCO (Japan)

• Wafers zuru ụwa ọnụ

• Siltronic (Germany)

• SK Siltron (South Korea)

Oligopoly a na-eme ka China dabere nke ukwuu na wafer silicon monocrystalline nke a na-ebubata, nke aghọọla otu n'ime ihe mgbochi ndị na-egbochi mmepe nke ụlọ ọrụ sekit agbakwunyere na mba ahụ.

Iji merie ihe ịma aka dị ugbu a na ngalaba mmepụta silicon monocrystal nke semiconductor, itinye ego na nyocha na mmepe na ime ka ikike mmepụta obodo sikwuo ike bụ nhọrọ a na-apụghị izere ezere.

2. Nkọwa nke Ihe Silikọn Monocrystalline

Sinkọn monocrystalline bụ ntọala nke ụlọ ọrụ sekit agbakwunyere. Ruo taa, ihe karịrị 90% nke chips IC na ngwaọrụ eletrọnịkị ka ejiri sikọn monocrystalline mee. Enwere ike ịkọwa na ọchịchọ zuru oke maka sikọn monocrystalline na ọtụtụ ngwa ụlọ ọrụ ya dị iche iche bụ ihe kpatara ya:

1. Nchekwa na Ọdịmma Gburugburu Ebe Obibi: Silicon juru n'ime ihe dị n'ime ụwa, ọ naghị egbu egbu, ọ naghịkwa emerụ gburugburu ebe obibi.

2. Mkpuchi eletriki: Silicon na-egosipụta ihe ndị na-egbochi ọkụ eletrik n'ụzọ ebumpụta ụwa, mgbe a na-agwọ ya n'ọkụ, ọ na-emepụta oyi akwa nchekwa nke silicon dioxide, nke na-egbochi mfu nke ọkụ eletrik.

3. Teknụzụ Uto Ndị Tozuru Okè: Ogologo akụkọ ihe mere eme nke mmepe teknụzụ na usoro uto silicon emeela ka ọ dịkwuo mma karịa ihe ndị ọzọ e ji emepụta semiconductor.

Ihe ndị a jikọtara ọnụ na-eme ka silik monocrystalline bụrụ isi ihe dị na ụlọ ọrụ ahụ, na-eme ka ihe ndị ọzọ ghara ịgbanwe ya.

Maka nhazi kristal, silikọn monocrystalline bụ ihe e ji atọm silikọn mee nke a haziri n'ime lattice oge, na-emepụta nhazi na-aga n'ihu. Ọ bụ ntọala nke ụlọ ọrụ mmepụta chip.

Ihe osise a na-egosi usoro zuru oke nke nkwadebe silicon monocrystalline:

Nchịkọta Usoro:
A na-esi na silicon ore enweta monocrystalline silicon site na usoro nhazi dị iche iche. Nke mbụ, a na-enweta polycrystalline silicon, nke a na-etolite ka ọ bụrụ monocrystalline silicon ingot n'ime ọkụ kristal na-eto eto. Mgbe nke ahụ gasịrị, a na-egbutu ya, na-eme ka ọ dị nro, ma na-edozi ya ka ọ bụrụ wafer silicon dị mma maka imepụta chip.

A na-ekewakarị wafers silikọn n'ime ụdị abụọ:ọkwa fotovoltaicnaọkwa semiconductorỤdị abụọ a dị iche na nhazi ha, ịdị ọcha ha, na ịdị mma elu ha.

• Wafers nke ọkwa semiconductornwere ịdị ọcha dị elu nke ruru 99.999999999%, a chọkwara ka ha bụrụ monocrystalline.

• Wafers ọkwa fotovoltaicha adịghị ọcha nke ukwuu, ha dịkwa ọcha site na 99.99% ruo 99.9999%, ha enweghịkwa ihe siri ike a chọrọ maka ịdị mma kristal.

Tinyere nke ahụ, wafers nke nwere ọkwa semiconductor chọrọ ịdị nro na ịdị ọcha karịa wafers nke nwere ọkwa photovoltaic. Ụkpụrụ dị elu maka wafers nke nwere semiconductor na-eme ka nkwadebe ha na uru ha na-abawanye ma n'ọrụ ha.

Chaatị na-esonụ na-akọwapụta mgbanwe nke nkọwapụta wafer semiconductor, nke amụbaala site na wafers nke 4-inch (100mm) na 6-inch (150mm) mbụ ruo wafers nke 8-inch (200mm) na 12-inch (300mm) dị ugbu a.

N'ime nkwadebe silicon monocrystal n'ezie, nha wafer dị iche iche dabere na ụdị ngwa na ihe ndị metụtara ọnụ ahịa. Dịka ọmụmaatụ, chips memory na-ejikarị wafers nke dị sentimita iri na abụọ, ebe ngwaọrụ ike na-ejikarị wafers nke dị sentimita asatọ.

Na nchịkọta, mgbanwe nke nha wafer bụ nsonaazụ nke Iwu Moore na ihe ndị metụtara akụ na ụba. Nnukwu nha wafer na-eme ka mpaghara silicon dịkwuo mma n'okpuru otu ọnọdụ nhazi, na-ebelata ọnụ ahịa mmepụta ma na-ebelata ihe mkpofu sitere na nsọtụ wafer.

Dịka ihe dị oke mkpa na mmepe teknụzụ nke oge a, semiconductor silicon wafers, site na usoro ziri ezi dịka photolithography na ion implantation, na-eme ka mmepụta nke ngwaọrụ eletrọniki dị iche iche, gụnyere rectifiers dị elu, transistors, bipolar junction transistors, na ngwaọrụ switching. Ngwaọrụ ndị a na-arụ ọrụ dị mkpa n'ọhịa dịka ọgụgụ isi arụrụ arụ, nkwukọrịta 5G, eletrọniki ụgbọala, Intanet nke Ihe, na aerospace, na-eme ntọala nke mmepe akụ na ụba mba na ihe ọhụrụ teknụzụ.

3. Teknụzụ uto silik monocrystalline

IheUsoro Czochralski (CZ)bụ usoro dị irè maka ịdọpụta ihe monocrystalline dị elu site na agbaze. Jan Czochralski tụrụ aro ya na 1917, a makwaara usoro a dị ka nke a.Ịdọkpụ kristalusoro.

Ugbu a, a na-eji usoro CZ eme ihe nke ukwuu n'ịkwadebe ihe dị iche iche nke semiconductor. Dịka ọnụọgụgụ na-ezughị ezu si kwuo, ihe dị ka 98% nke ihe eletrọniki bụ nke silik monocrystalline mere, ebe 85% nke ihe ndị a na-emepụta site na iji usoro CZ.

A na-ahọrọ usoro CZ n'ihi ịdị mma kristal ya dị mma, nha a na-achịkwa, ọnụego uto ngwa ngwa, na arụmọrụ mmepụta dị elu. Àgwà ndị a na-eme ka CZ monocrystalline silicon bụrụ ihe kacha mma maka izute oke mma na nnukwu ọchịchọ na ụlọ ọrụ eletrọniki.

Ụkpụrụ uto nke CZ monocrystalline silicon bụ dị ka ndị a:

Usoro CZ chọrọ oke okpomọkụ, oghere ikuku, na gburugburu ebe mechiri emechi. Ngwa dị mkpa maka usoro a bụọkụ kristal na-eto, nke na-eme ka ọnọdụ ndị a dị mfe.

Ihe osise na-esonụ na-egosi nhazi nke ọkụ kristal na-eto.

N'ime usoro CZ, a na-etinye silicon dị ọcha n'ime ihe mkpuchi, gbazee, a na-etinye kristal mkpụrụ n'ime silicon gbazere agbaze. Site n'ịchịkwa paramita dịka okpomọkụ, ọsọ ndọda, na ọsọ ntụgharị crucible, atọm ma ọ bụ molekul dị na njikọ nke kristal mkpụrụ na silicon gbazere agbaze na-agbanwegharị mgbe niile, na-eme ka sistemụ ahụ sie ike ma mechaa mepụta otu kristal.

Usoro uto kristal a na-emepụta silicon monocrystalline dị elu, nke nwere dayameta buru ibu, yana ntụziaka kristal pụrụ iche.

Usoro uto ahụ gụnyere ọtụtụ usoro dị mkpa, gụnyere:

1. Ịkwapụ na Ibu Ibu: Iwepụ kristal ahụ ma hichaa ọkụ na ihe ndị dị na ya nke ọma site na ihe ndị na-emerụ emerụ dịka quartz, graphite, ma ọ bụ ihe ndị ọzọ na-adịghị mma.

2. Uzuzu na agbaze: A na-ewepụ sistemụ ahụ gaa na oghere ikuku, wee tinye gas argon na ikpo ọkụ nke chajị silicon.

3. Ịdọkpụ kristal: A na-ebelata kristal mkpụrụ ahụ n'ime silikọn a gbazere agbaze, a na-ejikwa nlezianya achịkwa okpomọkụ njikọ ahụ iji hụ na e nwere kristal kwesịrị ekwesị.

4. Njikwa Ubu na Dayameta: Ka kristal ahụ na-eto, a na-enyocha ma na-agbanwe dayameta ya nke ọma iji hụ na ọ na-eto otu otu.

5. Ọgwụgwụ nke Mmepe na Mmechi Ọkụ: Ozugbo e nwetara nha kristal achọrọ, a na-emechi ọkụ ahụ, a na-ewepụkwa kristal ahụ.

Usoro zuru ezu nke usoro a na-eme ka e nwee monocrystals dị elu, nke na-enweghị ntụpọ, nke dabara adaba maka imepụta semiconductor.

4. Ihe ịma aka dị na mmepụta silik monocrystalline

Otu n'ime ihe ịma aka ndị bụ isi n'imepụta monocrystals semiconductor buru ibu dị n'ime ya bụ imeri nsogbu teknụzụ n'oge usoro uto, karịsịa n'ịkọwa na ijikwa ntụpọ kristal:

1. Ọdịdị Monocrystal na-adịghị agbanwe agbanwe na obere mmepụta: Ka nha nke silicon monocrystals na-abawanye, mgbagwoju anya nke gburugburu ebe uto na-abawanye, na-eme ka o sie ike ijikwa ihe ndị dị ka okpomọkụ, mmiri, na magnetik. Nke a na-eme ka ọrụ nke inweta ịdị mma na-adịgide adịgide na mmepụta dị elu sie ike.

2. Usoro Njikwa Na-adịghị Akwụsi Ike: Usoro uto nke semiconductor silicon monocrystals dị oke mgbagwoju anya, yana ọtụtụ ubi anụ ahụ na-emekọrịta ihe, na-eme ka nkenke njikwa ghara ịdịgide ma na-eduga na obere mmepụta ngwaahịa. Atụmatụ njikwa ugbu a na-elekwasị anya na akụkụ macroscopic nke kristal ahụ, ebe a ka na-agbanwe àgwà dabere na ahụmịhe aka, na-eme ka ọ sie ike imezu ihe achọrọ maka imepụta obere na nano na chips IC.

Iji dozie ihe ịma aka ndị a, ọ dị mkpa ka e mepụta usoro nlekota na amụma n'oge, n'ịntanetị maka ịdị mma kristal, yana mmezi na sistemụ njikwa iji hụ na mmepụta monocrystals buru ibu na-adịgide adịgide, dị elu maka ojiji na sekit agbakwunyere.