Warshadaha semiconductor-ka, substrates-ku waa walxaha aasaasiga ah ee waxqabadka qalabku ku xiran yahay. Sifooyinkooda jireed, kuwa kulaylka, iyo kuwa korontada si toos ah ayay u saameeyaan hufnaanta, isku halaynta, iyo baaxadda codsiga. Dhammaan xulashooyinka, safayr (Al₂O₃), silicon (Si), iyo silicon carbide (SiC) ayaa noqday substrates-ka ugu isticmaalka badan, mid walbana wuxuu ku fiican yahay qaybaha kala duwan ee tiknoolajiyada. Maqaalkani wuxuu sahaminayaa astaamaha agabka, muuqaalka codsiga, iyo isbeddellada horumarinta mustaqbalka.
Safayr: Fardaha Shaqada Indhaha
Sapphire waa qaab hal-kiristaal ah oo aluminium oksaydh ah oo leh shabag lix-geesood ah. Astaamaha ugu muhiimsan waxaa ka mid ah adkaansho aan caadi ahayn (Mohs hardness 9), hufnaan muuqaal oo ballaaran oo ka timaadda ultraviolet ilaa infrared, iyo iska caabin kiimiko oo xooggan, taasoo ka dhigaysa mid ku habboon aaladaha optoelectronic iyo jawi adag. Farsamooyinka koritaanka ee horumarsan sida Habka Isweydaarsiga Heat Exchange iyo habka Kyropoulos, oo lagu daray nadiifinta kiimikada-farsamada (CMP), waxay soo saaraan wafers leh qallafsanaan dusha sare ah oo hoos-nanometer ah.
Substrates-ka Sapphire-ka waxaa si weyn loogu isticmaalaa LED-yada iyo Micro-LED-yada sida lakabyada epitaxial-ka ee GaN, halkaas oo substrates-ka sapphire-ka ee qaabaysan (PSS) ay hagaajiyaan hufnaanta soo saarista iftiinka. Waxaa sidoo kale loo isticmaalaa aaladaha RF ee soo noqnoqda sare leh sababtoo ah sifooyinka dahaarka korontada, iyo codsiyada elektaroonigga macaamiisha iyo hawada sare sida daaqadaha ilaalinta iyo daboolka dareemayaasha. Xaddidaadaha waxaa ka mid ah kulaylka kulaylka oo hooseeya (35-42 W/m·K) iyo isku dheelitir la'aanta shabakadda ee GaN, taas oo u baahan lakabyo kayd ah si loo yareeyo cilladaha.
Silicon: Hay'adda Microelectronics Foundation
Silikoonku wuxuu weli yahay laf-dhabarta elektaroonigga dhaqameed sababtoo ah nidaamkeeda warshadaha ee bislaaday, la hagaajin karo oo koronto ah iyada oo loo marayo doping, iyo sifooyinka kulaylka dhexdhexaadka ah (codbixinta kulaylka ~150 W/m·K, dhibic dhalaalaysa 1410°C). In ka badan 90% wareegyada isku dhafan, oo ay ku jiraan CPU-yada, xusuusta, iyo aaladaha macquulka ah, waxaa lagu sameeyaa wafers silicon ah. Silikoonku wuxuu sidoo kale xukumaa unugyada sawir-qaadista waxaana si weyn loogu isticmaalaa aaladaha awoodda hooseeya ilaa kuwa dhexdhexaadka ah sida IGBTs iyo MOSFETs.
Si kastaba ha ahaatee, silikoonku wuxuu wajahayaa caqabado ku saabsan codsiyada danab sare iyo kuwa soo noqnoqda sare sababtoo ah farqiga cidhiidhiga ah (1.12 eV) iyo farqiga aan tooska ahayn, kaas oo xaddidaya hufnaanta qiiqa iftiinka.
Silicon Carbide: Hal-abuuraha Awoodda Sare leh
SiC waa walax semiconductor jiil saddexaad ah oo leh bandgoad ballaaran (3.2 eV), danab jab sare (3 MV/cm), hufnaan kuleyl sare (~490 W/m·K), iyo xawaare dhereg elektaroonik ah oo degdeg ah (~2×10⁷ cm/s). Astaamahani waxay ka dhigayaan mid ku habboon aaladaha danab sare, awood sare, iyo kuwa soo noqnoqda sare. Substrates-ka SiC waxaa badanaa lagu beeraa iyada oo loo marayo gaadiidka uumiga jirka (PVT) heerkul ka badan 2000°C, iyadoo leh shuruudo habayn oo adag oo sax ah.
Codsiyada waxaa ka mid ah gawaarida korontada ku shaqeeya, halkaas oo SiC MOSFETs ay horumariyaan hufnaanta inverter-ka 5-10%, nidaamyada isgaarsiinta 5G iyagoo adeegsanaya SiC-ga semi-insulating ee aaladaha GaN RF, iyo shabakadaha casriga ah ee leh gudbinta tooska ah ee danab sare leh (HVDC) taasoo yaraynaysa khasaaraha tamarta ilaa 30%. Xaddidaaduhu waa kharashyo sare (wafers 6-inji ah ayaa 20-30 jeer ka qaalisan silicon) iyo caqabadaha farsamaynta oo ay ugu wacan tahay adkaanta xad dhaafka ah.
Doorarka Dhameystiran iyo Aragtida Mustaqbalka
Sapphire, silicon, iyo SiC waxay sameeyaan nidaam isku-dhafan oo isku-dhafan oo ku jira warshadaha semiconductor-ka. Sapphire waxay ku badan tahay optoelectronics-ka, silicon waxay taageertaa microelectronics-ka dhaqameed iyo aaladaha korontada ee hooseeya ilaa kuwa dhexdhexaadka ah, SiC-na waxay hoggaamisaa elektaroonigga korontada ee danab sare leh, soo noqnoqoshada sare leh, iyo waxtarka sare leh.
Horumarka mustaqbalka waxaa ka mid ah ballaarinta codsiyada sapphire ee LED-yada qoto dheer ee UV iyo micro-LEDs, taasoo awood u siinaysa GaN heteroepitaxy oo ku salaysan Si inay kor u qaaddo waxqabadka soo noqnoqda sare, iyo inay kordhiso wax soo saarka SiC wafer ilaa 8 inji iyadoo la hagaajinayo wax soo saarka iyo hufnaanta kharashka. Wadajir ahaan, agabkani waxay wadaan hal-abuurka guud ahaan 5G, AI, iyo dhaqdhaqaaqa korontada, iyagoo qaabeynaya jiilka xiga ee tignoolajiyada semiconductor-ka.
Waqtiga boostada: Noofambar-24-2025