S: Waa maxay tiknoolajiyada ugu muhiimsan ee loo isticmaalo jarista iyo farsamaynta wafer-ka SiC?
A:Kaarboohaydraytka silikoonka ah (SiC) waxay leedahay adkaansho labaad oo ka dambeysa dheemanka waxaana loo arkaa walxo aad u adag oo jilicsan. Habka jarista, kaas oo ku lug leh jarista kiristaalka la beeray una gooya wafer khafiif ah, waa mid waqti badan qaadata oo u nugul jajabka. Tallaabada ugu horreysa eeSiCHagaajinta hal kiristaal, tayada jarista waxay si weyn u saamaysaa shiididda, nadiifinta, iyo khafiifinta xiga. Jarjaridda badanaa waxay keentaa dildilaacyo dusha sare iyo kuwa hoose, taasoo kordhinaysa heerka jabka wafer iyo kharashyada wax soo saarka. Sidaa darteed, xakamaynta dhaawaca dildilaaca dusha sare inta lagu jiro jarista ayaa muhiim u ah horumarinta wax soo saarka qalabka SiC.
Hababka jarista SiC ee hadda la soo sheegay waxaa ka mid ah jarista go'an, jarista xorta ah, jarista laysarka, wareejinta lakabka (kala-soocidda qabow), iyo jarista sii deynta korontada. Kuwaas waxaa ka mid ah, jarista silig badan oo isku dhafan oo leh xoqitaan dheeman go'an waa habka ugu badan ee loo isticmaalo farsamaynta kiristaalo keli ah oo SiC ah. Si kastaba ha ahaatee, maadaama cabbirrada ingot ay gaaraan 8 inji iyo wixii ka sarreeya, jarista siligga dhaqameedku waxay noqotaa mid aan waxtar lahayn sababtoo ah baahida qalabka oo sareysa, kharashyada, iyo hufnaanta oo hooseysa. Waxaa jira baahi degdeg ah oo loo qabo tignoolajiyada jarista kharashka yar, khasaaraha yar, iyo hufnaanta sare.
S: Waa maxay faa'iidooyinka jarista laysarka marka loo eego jarista fiilooyinka badan ee dhaqameed?
A: Xarig dhaqameedku wuxuu jarayaaQalabka SiCJiho gaar ah oo loo maro xaleefyo dhowr boqol oo microns ah oo dhumucdoodu tahay. Xaleefyada waxaa lagu shiidi doonaa iyadoo la isticmaalayo jajabyo dheeman ah si looga saaro calaamadaha miinshaarta iyo waxyeelada dusha sare, ka dibna waxaa lagu nadiifin doonaa kiimikada farsamada gacanta (CMP) si loo gaaro qorshe caalami ah, ugu dambayntiina waa la nadiifin doonaa si loo helo wafers SiC ah.
Si kastaba ha ahaatee, iyadoo ay ugu wacan tahay adkaanta sare iyo jajabnaanta SiC, tallaabooyinkani waxay si fudud u keeni karaan qallooc, dildilaac, heerarka jabitaanka oo kordha, kharashyada wax soo saarka oo sarreeya, waxayna keeni karaan qallafsanaan dusha sare iyo wasakheyn (boor, biyaha wasakhda ah, iwm.). Intaa waxaa dheer, jarista siligga waa mid gaabis ah waxayna leedahay wax soo saar hooseeya. Qiyaasaha ayaa muujinaya in jarista siligga badan ee dhaqameed ay gaarto oo keliya qiyaastii 50% isticmaalka agabka, ilaa 75% agabkana waa la lumiyaa ka dib marka la nadiifiyo oo la shiido. Xogta wax soo saarka shisheeye ee hore waxay muujisay inay qaadan karto qiyaastii 273 maalmood oo ah wax soo saar joogto ah oo 24-saacadood ah si loo soo saaro 10,000 oo wafer ah - oo aad u waqti badan.
Gudaha, shirkado badan oo kobcinta kiristaalka SiC ayaa diiradda saaraya kordhinta awoodda foornada. Si kastaba ha ahaatee, halkii laga ballaarin lahaa wax soo saarka oo keliya, waxaa aad muhiim u ah in la tixgeliyo sida loo yareeyo khasaaraha - gaar ahaan marka wax soo saarka kobaca kiristaalka uusan weli fiicnayn.
Qalabka jarista laysarka ayaa si weyn u yareyn kara khasaaraha agabka wuxuuna hagaajin karaa wax soo saarka. Tusaale ahaan, isticmaalka hal 20 mmQalabka SiC: Goynta fiilooyinka waxay soo saari kartaa qiyaastii 30 wafer oo dhumucdiisu tahay 350 μm. Goynta laysarka waxay soo saari kartaa in ka badan 50 wafer. Haddii dhumucda waferka la dhimo ilaa 200 μm, in ka badan 80 wafer ayaa laga soo saari karaa isla waferka. Iyadoo goynta siligga si ballaaran loogu isticmaalo waferka 6 inji iyo ka yar, goynta waferka 8-inch ee SiC waxay qaadan kartaa 10-15 maalmood iyadoo la adeegsanayo habab dhaqameed, taasoo u baahan qalab heer sare ah iyo kharashyo badan oo leh hufnaan hooseeya. Xaaladahan oo kale, faa'iidooyinka goynta laysarka ayaa cadda, taasoo ka dhigaysa tignoolajiyada mustaqbalka ee ugu weyn waferka 8-inch.
Marka la jaro laysarka, waqtiga jarista ee wafer 8-inji ah wuxuu noqon karaa wax ka yar 20 daqiiqo, iyadoo walxaha lumaya wafer kasta ay ka yar yihiin 60 μm.
Marka la soo koobo, marka la barbar dhigo jarista fiilooyinka badan, jarista laysarka waxay bixisaa xawaare sare, wax soo saar wanaagsan, khasaaro yar oo agab ah, iyo farsamayn nadiif ah.
S: Waa maxay caqabadaha farsamo ee ugu waaweyn ee jarista laysarka SiC?
A: Habka jarista laysarka wuxuu ku lug leeyahay laba tallaabo oo waaweyn: wax ka beddelka laysarka iyo kala soocidda wafer-ka.
Xudunta wax ka beddelka laysarka waa qaabaynta alwaaxa iyo hagaajinta xuduudaha. Cabbirrada sida awoodda laysarka, dhexroorka barta, iyo xawaaraha sawirku dhammaantood waxay saameeyaan tayada ablaynta walxaha iyo guusha kala-soocidda wafer ee xigta. Joomatari ee aagga wax laga beddelay ayaa go'aamiya qallafsanaanta dusha sare iyo dhibka kala-soocidda. Qalafsanaanta dusha sare waxay dhibaysaa shiididda dambe waxayna kordhisaa khasaaraha walxaha.
Ka dib marka wax laga beddelo, kala soocidda wafer-ka waxaa badanaa lagu gaaraa iyada oo loo marayo xoogga xiirashada, sida jabka qabowga ama cadaadiska farsamada. Qaar ka mid ah nidaamyada guryaha ayaa isticmaala qalabka wax lagu beddelo ee ultrasonic si ay u kiciyaan gariir si loo kala saaro, laakiin tani waxay sababi kartaa jajab iyo cillado gees ah, taasoo hoos u dhigaysa wax soo saarka ugu dambeeya.
In kasta oo labadan tallaabo aysan asal ahaan ahayn kuwo adag, haddana iswaafaqla'aanta tayada kiristaalka - oo ay ugu wacan tahay hababka koritaanka ee kala duwan, heerarka daawada lagu daro, iyo qaybinta cadaadiska gudaha - waxay si weyn u saameeyaan dhibka jarista, wax soo saarka, iyo khasaaraha agabka. Kaliya aqoonsashada meelaha dhibka leh iyo hagaajinta aagagga sawirka laysarka ayaa laga yaabaa inaysan si weyn u wanaajin natiijooyinka.
Furaha qaadashada baahsan waxay ku jirtaa horumarinta habab iyo qalab cusub oo la qabsan kara noocyo badan oo tayo kiristaalo ah oo ka imanaya soosaarayaal kala duwan, hagaajinta xuduudaha habka, iyo dhisidda nidaamyada jarista laysarka oo leh ku habboonaan caalami ah.
S: Tiknoolajiyada jarista laysarka ma lagu dabaqi karaa agabka kale ee semiconductor-ka marka laga reebo SiC?
A: Tiknoolajiyadda jarista laysarka waxaa taariikh ahaan loo adeegsaday agabyo kala duwan. Semiconductors-ka, waxaa markii hore loo isticmaali jiray jarista wafer-ka, tan iyo markaas waxay ku fidday jarista kiristaal waaweyn oo hal-hal ah.
Marka laga reebo SiC, jarista laysarka waxaa sidoo kale loo isticmaali karaa agabyada kale ee adag ama jilicsan sida dheemanka, gallium nitride (GaN), iyo gallium oxide (Ga₂O₃). Daraasado horudhac ah oo ku saabsan agabkan ayaa muujiyay suurtagalnimada iyo faa'iidooyinka jarista laysarka ee codsiyada semiconductor-ka.
S: Ma jiraan badeecooyin qalab laysar ah oo gudaha ah oo bisil? Waa maxay marxaladda cilmi-baaristaadu ku jirto?
A: Qalabka jarista laysarka ee SiC dhexroor weyn ayaa si weyn loogu tixgeliyaa qalabka asaasiga ah ee mustaqbalka soo saarista wafer SiC 8-inji ah. Hadda, Japan oo keliya ayaa bixin karta nidaamyadaas, waana qaali waxayna ku xiran yihiin xayiraadaha dhoofinta.
Baahida gudaha ee nidaamyada jarista/khafiifinta laysarka waxaa lagu qiyaasaa inay tahay qiyaastii 1,000 unug, iyadoo lagu saleynayo qorshayaasha wax soo saarka SiC iyo awoodda miinshaarta siligga ee hadda jirta. Shirkadaha waaweyn ee gudaha ayaa si weyn u maalgeliyey horumarinta, laakiin ma jiraan qalab guri oo bisil oo ganacsi ahaan laga heli karo oo weli la gaarsiiyay meelaynta warshadaha.
Kooxaha cilmi-baarista waxay horumarinayeen tiknoolajiyad gaar ah oo laysarka lagu qaado tan iyo 2001 waxayna hadda tan u fidiyeen jarista iyo khafiifinta laysarka SiC dhexroor weyn. Waxay sameeyeen nidaam tijaabo ah iyo habab jaris oo awood u leh: Jaritaanka iyo khafiifinta 4-6 inji oo ah wafers SiC nus-dabool ahJarista 6-8 inji oo ah wafers SiC ah Halbeegyada waxqabadka: 6-8 inji oo ah wafer nus-dabool ah SiC: waqtiga jarista 10-15 daqiiqo/wafer; khasaaraha walxaha <30 μm6-8 inji wafer SiC: waqtiga jarista 14-20 daqiiqo/wafer; khasaaraha walxaha <60 μm
Wax-soo-saarka la qiyaasay ee wafer-ka ayaa kordhay in ka badan 50%
Ka dib jarista, waferku wuxuu buuxiyaa heerarka qaranka ee joomatari ka dib marka la shiido oo la nadiifiyo. Daraasaduhu waxay sidoo kale muujinayaan in saameynta kulaylka ee laysarka uu keeno aysan si weyn u saameynayn walbahaarka ama joomatari ee waferka.
Qalabkaas oo kale ayaa sidoo kale loo isticmaalay in lagu xaqiijiyo suurtagalnimada jarista dheemanka, GaN, iyo Ga₂O₃ kiristaallada kelida ah.
Waqtiga boostada: Maajo-23-2025