Nkọwa zuru oke nke Ụzọ Uto Silicon Monocrystalline

Nkọwa zuru oke nke Ụzọ Uto Silicon Monocrystalline

1. ndabere nke Monocrystalline Silicon Development

Ọganihu nke teknụzụ na mmụba na-arịwanye elu maka ngwaahịa smart na-arụ ọrụ nke ọma emeela ka isi ọnọdụ nke ụlọ ọrụ sekit (IC) jikọtara ọnụ na mmepe mba. Dị ka isi nkuku nke ụlọ ọrụ IC, semiconductor monocrystalline silicon na-arụ ọrụ dị mkpa n'ịkwọ ụgbọala ọhụrụ teknụzụ na uto akụ na ụba.

Dabere na data sitere na International Semiconductor Industry Association, ahịa wafer semiconductor zuru ụwa ọnụ ruru ọnụ ahịa ahịa nke ijeri $ 12.6, na mbupu na-eto ruo ijeri 14.2 square sentimita. Ọzọkwa, ọchịchọ maka wafer silicon na-aga n'ihu na-arị elu nke ọma.

Agbanyeghị, ụlọ ọrụ silicon wafer zuru ụwa ọnụ na-elekwasị anya nke ukwuu, yana ndị na-ebubata ngwaahịa ise kachasị na-achịkwa 85% nke oke ahịa, dị ka egosiri n'okpuru:

• Shin-Etsu Chemical (Japan)

• SUMCO (Japan)

• Wafers zuru ụwa ọnụ

• Siltronic (Germany)

• SK Siltron (South Korea)

Nke a oligopoly na-ebute ntụkwasị obi siri ike nke China na silicon wafers monocrystalline, bụ nke ghọrọ otu n'ime ihe mgbochi na-egbochi mmepe nke ụlọ ọrụ sekit jikọtara ọnụ nke obodo.

Iji merie ihe ịma aka ndị dị ugbu a na ngalaba nrụpụta silicon monocrystal semiconductor, itinye ego na nyocha na mmepe na iwusi ike mmepụta ụlọ bụ nhọrọ a na-apụghị izere ezere.

2. Nchịkọta nke Monocrystalline Silicon Material

Silikoni Monocrystalline bụ ntọala nke ụlọ ọrụ sekit agbakwunyere. Ka ọ dị ugbu a, ihe karịrị 90% nke ibe IC na ngwaọrụ eletrọnịkị na-eji silicon monocrystalline dị ka ihe bụ isi. Enwere ike ịsị ọtụtụ ihe na-achọsi ike maka silicon monocrystalline na ngwa ụlọ ọrụ ya dị iche iche:

1. Nchekwa na mmekọrịta gburugburu ebe obibi: Silicon bara ụba na eriri ụwa, anaghị egbu egbu, yana enyi na gburugburu ebe obibi.

2. Ihe mkpuchi eletrik: Silicon na-egosipụta n'onwe ya ihe mkpuchi ọkụ eletrik, na ọgwụgwọ okpomọkụ, ọ na-etolite akwa mkpuchi silicon dioxide, nke na-egbochi nke ọma n'ifu ọkụ eletrik.

3. Teknụzụ Uto Tozuru okè: Ogologo akụkọ ihe mere eme nke mmepe teknụzụ na usoro uto silicon emeela ka ọ bụrụ ọkaibe karịa ihe ndị ọzọ semiconductor.

Ihe ndị a na-ejikọta silicon monocrystalline n'ihu ụlọ ọrụ ahụ, na-eme ka ọ bụrụ ihe ndị ọzọ na-enweghị ike dochie ya.

N'ihe gbasara nhazi kristal, silicon monocrystalline bụ ihe eji eme ihe sitere na atom silicon nke a na-ahazi na lattice oge, na-akpụ usoro na-aga n'ihu. Ọ bụ ntọala nke ụlọ ọrụ na-emepụta mgbawa.

Eserese na-esonụ na-egosi usoro zuru ezu nke nkwadebe silicon monocrystalline:

Nchịkọta usoro:
A na-enweta silicon monocrystalline site na silicon ore site na usoro nhazigharị. Nke mbụ, a na-enweta silicon polycrystalline, nke a na-etolite ghọọ silicon monocrystalline ingot n'ime ọkụ ọkụ kristal. Mgbe nke ahụ gasịrị, a na-egbutu ya, na-egbuke egbuke ma na-edozi ya ka ọ bụrụ ihe na-esi ísì ụtọ nke dị mma maka ịmepụta mgbawa.

A na-ekekarị wafer siliki ụzọ abụọ:fotovoltaic-ọkwanasemiconductor-ọkwa. Ụdị abụọ a dị iche iche tumadi na nhazi ha, ịdị ọcha, na àgwà elu ha.

• Semiconductor-ọkwa wafersnwere ịdị ọcha pụrụiche dị elu ruru 99.999999999%, ma achọrọ ya ka ọ bụrụ monocrystalline.

• Fotovoltaic-ọkwa wafersadịchaghị ọcha, yana ọkwa ịdị ọcha sitere na 99.99% ruo 99.9999%, enweghịkwa ihe achọrọ siri ike maka ịdị mma kristal.

Na mgbakwunye, semiconductor-grade wafer chọrọ ịdị elu dị elu na ịdị ọcha karịa wafers ọkwa fotovoltaic. Ụkpụrụ dị elu maka wafers semiconductor na-abawanye ma mgbagwoju anya nke nkwadebe ha na uru ha na-esote na ngwa.

Chaatị a na-akọwapụta mgbanwe nke nkọwa wafer semiconductor, nke abawanyela site na mmalite 4-inch (100mm) na 6-inch (150mm) wafers ruo ugbu a 8-inch (200mm) na 12-inch (300mm) wafers.

Na nkwadebe silicon monocrystal n'ezie, nha wafer dị iche dabere na ụdị ngwa na ihe ndị na-eri. Dịka ọmụmaatụ, ibe ebe nchekwa na-ejikarị wafer 12-inch, ebe ngwaọrụ ike na-ejikarị wafer 8-inch.

Na nchịkọta, mgbanwe nke nha wafer bụ nsonaazụ nke ma Iwu Moore na ihe gbasara akụ na ụba. Nha wafer buru ibu na-enyere aka itolite mpaghara silicon ndị a na-eji eme ihe n'okpuru otu ọnọdụ nhazi, na-ebelata ọnụ ahịa mmepụta ma na-ebelata ihe mkpofu site na akụkụ wafer.

Dị ka ihe dị mkpa na mmepe teknụzụ ọgbara ọhụrụ, semiconductor silicon wafers, site na usoro ziri ezi dị ka fotolithography na ntinye ion, na-eme ka mmepụta nke ngwaọrụ eletrọnịkị dị iche iche, gụnyere mgbazi ike dị elu, transistor, transistors junction bipolar, na ngwaọrụ mgbanwe. Ngwa ndị a na-arụ ọrụ dị mkpa na mpaghara dị ka ọgụgụ isi mmadụ, nkwukọrịta 5G, ngwa elektrọnịkị ụgbọ ala, ịntanetị nke ihe, na ikuku ikuku, na-etolite isi nkuku nke mmepe akụ na ụba mba na mmepụta teknụzụ.

3. Monocrystalline Silicon Growth Technology

NkeUsoro Czochralski (CZ).bụ usoro dị mma maka ịdọrọ ihe monocrystalline dị elu site na agbaze. Jan Czochralski tụrụ aro na 1917, a na-akpọkwa usoro a dị ka nkeCrystal na-adọtausoro.

Ugbu a, a na-eji usoro CZ eme ihe n'ọtụtụ ebe na nkwadebe nke ihe dị iche iche nke semiconductor. Dị ka ọnụ ọgụgụ na-ezughị ezu si kwuo, ihe dị ka 98% nke ihe elektrọn na-eme site na silicon monocrystalline, na 85% nke ihe ndị a na-emepụta site na iji usoro CZ.

Usoro CZ nwere mmasị na ya n'ihi ọmarịcha kristal ya, nha a na-achịkwa, ọnụego uto ngwa ngwa, na mmepụta dị elu. Njirimara ndị a na-eme ka CZ monocrystalline silicon ka ọ bụrụ ihe a na-ahọrọ maka imezu oke dị elu, nnukwu ọchịchọ na ụlọ ọrụ eletrọnịkị.

Ụkpụrụ uto nke silicon monocrystalline CZ bụ ndị a:

Usoro CZ chọrọ okpomọkụ dị elu, oghere, na ebe mechiri emechi. Isi akụrụngwa maka usoro a bụkristal ibu ọkụ, nke na-eme ka ọnọdụ ndị a dị mfe.

Eserese na-esonụ na-egosi nhazi nke ite ọkụ kristal.

N'ime usoro CZ, a na-etinye silicon dị ọcha n'ime ihe mgbochi, gbazee, na kristal mkpụrụ na-ewebata n'ime silicon a wụrụ awụ. Site n'ịchịkwa kpọmkwem paramita dị ka ọnọdụ okpomọkụ, ọ̀tụ̀tụ̀ ndọpụ uche, na ọsọ ntugharị crucible, atọm ma ọ bụ ụmụ irighiri ihe dị na interface nke mkpụrụ kristal na silicon a wụrụ awụ na-aga n'ihu na-ahazigharị, na-eme ka usoro ahụ dị jụụ na n'ikpeazụ na-etolite otu kristal.

Usoro itolite kristal a na-arụpụta silicon monocrystalline nke nwere dayameta dị elu nke nwere ntụzịaka kristal akọwapụtara.

Usoro uto na-agụnye usoro dị iche iche dị mkpa, gụnyere:

1. Mwepu na Ibu Ibu: Wepụ kristal na kpochaa ọkụ ọkụ na ihe ndị na-emerụ emerụ dị ka quartz, graphite, ma ọ bụ adịghị ọcha ndị ọzọ.

2. Vuum na agbaze: A na-ewepụ usoro ahụ na oghere, na-esote ntinye nke argon gas na ikpo ọkụ nke ụgwọ silicon.

3. Crystal na-adọta: A na-agbada kristal mkpụrụ ahụ n'ime silicon a wụrụ awụ, a na-ejikwa nlezianya na-achịkwa okpomọkụ iji hụ na kristal kwesịrị ekwesị.

4. Ejikwa ubu na dayameta: Ka kristal na-etolite, a na-enyocha dayameta ya nke ọma ma mezie ya iji hụ na uto otu.

5. Ọgwụgwụ nke uto na mmechi ọkụ: Ozugbo a na-enweta nha kristal achọrọ, a na-emechi ọkụ ọkụ, ma wepụ kristal ahụ.

Usoro zuru ezu na usoro a na-eme ka ịmepụta monocrystals na-enweghị ntụpọ dị elu nke dị mma maka mmepụta semiconductor.

4. Ihe ịma aka na Monocrystalline Silicon Production

Otu n'ime ihe ịma aka ndị bụ isi n'ịmepụta monocrystals semiconductor buru ibu bụ imeri ihe mgbochi teknụzụ n'oge usoro uto, ọkachasị n'ịkọ na ịchịkwa ntụpọ kristal:

1. Ogo Monocrystal na-ekwekọghị ekwekọ na mkpụrụ dị ala: Ka ọnụ ọgụgụ nke silicon monocrystals na-abawanye, mgbagwoju anya nke gburugburu ebe obibi na-eto eto na-abawanye, na-eme ka o sie ike ịchịkwa ihe ndị dị ka ebe okpomọkụ, eruba, na magnetik. Nke a na-agbagwoju anya ọrụ nke inweta ịdị mma na-agbanwe agbanwe na mkpụrụ dị elu.

2. Usoro njikwa anaghị akwụsi ike: Usoro uto nke semiconductor silicon monocrystals dị mgbagwoju anya nke ukwuu, yana ọtụtụ mpaghara anụ ahụ na-emekọrịta ihe, na-eme ka njikwa nke ọma ghara ịdị n'otu ma na-eduga ná mkpụrụ ngwaahịa dị ala. Usoro njikwa ugbu a na-elekwasị anya na akụkụ macroscopic nke kristal, ebe a ka na-edozi mma dabere na ahụmahụ ntuziaka, na-eme ka ọ sie ike izute ihe achọrọ maka ịmepụta micro na nano na ibe IC.

Iji dozie ihe ịma aka ndị a, a na-achọ ngwa ngwa mmepe nke ezigbo oge, nleba anya n'ịntanetị na ụzọ amụma maka ịdị mma kristal, yana nkwalite na usoro nchịkwa iji hụ na mmepụta nke siri ike, nke dị elu nke nnukwu monocrystals maka iji na sekit jikọtara ọnụ.