Kakaretso e Felletseng ea Mekhoa ea Kholo ea Silicon e Monocrystalline

Kakaretso e Felletseng ea Mekhoa ea Kholo ea Silicon e Monocrystalline

1. Semelo sa Nts'etsopele ea Silicon e Monocrystalline

Tsoelo-pele ea theknoloji le tlhoko e ntseng e hola ea lihlahisoa tse bohlale tse sebetsang hantle haholo li tiisitse boemo ba mantlha ba indasteri ea potoloho e kopaneng (IC) nts'etsopele ea naha. Jwalo ka lejoe la motheo la indasteri ea IC, silicon ea monocrystalline ea semiconductor e bapala karolo ea bohlokoa ho khanneng boqapi ba theknoloji le kholo ea moruo.

Ho ya ka tlhahisoleseding e tswang ho Mokgatlo wa Indasteri ya Semiconductor wa Matjhaba, mmaraka wa lefatshe wa di-wafer tsa di-semiconductor o fihletse palo ya thekiso ya $12.6 bilione, mme thepa e ntse e hola ho fihla ho di-square inches tse dibilione tse 14.2. Ho feta moo, tlhoko ya di-wafer tsa silicon e ntse e eketseha butle-butle.

Leha ho le jwalo, indasteri ya lefatshe ya silicon wafer e shebane haholo, mme bafepedi ba bahlano ba ka sehloohong ba busa karolo e fetang 85% ya mmaraka, jwalo ka ha ho bontshitswe ka tlase:

• Khemikhale ea Shin-Etsu (Japane)

• SUMCO (Japane)

• Li-wafer tsa Lefatše

• Siltronic (Jeremane)

• SK Siltron (Korea Boroa)

Ho ba le oligopoly hona ho fella ka hore Chaena e itšetlehe haholo ka li-wafer tsa silicon tse monocrystalline tse tsoang linaheng tse ling, tse fetohileng e 'ngoe ea litšitiso tsa bohlokoa tse sitisang nts'etsopele ea indasteri ea potoloho e kopaneng ea naha.

Ho hlola diphephetso tsa hajwale lefapheng la tlhahiso ya silicon monocrystal ya semiconductor, ho tsetela dipatlisisong le ntshetsopeleng le ho matlafatsa bokgoni ba tlhahiso ya malapeng ke kgetho e ke keng ya qojwa.

2. Kakaretso ea Monocrystalline Silicon Material

Silicon e le 'ngoe e kristale ke motheo oa indasteri ea potoloho e kopaneng. Ho fihlela joale, li-chip tsa IC le lisebelisoa tsa elektroniki tse fetang 90% li entsoe ka silicon e le 'ngoe e le thepa ea mantlha. Tlhokahalo e atileng ea silicon e le 'ngoe e kristale le lits'ebetso tsa eona tse fapaneng tsa indasteri li ka bakoa ke mabaka a 'maloa:

1. Polokeho le ho ba mosa ho tikoloho: Silicon e ngata karolong e ka holimo ea Lefatše, ha e na chefo, ebile e mosa ho tikoloho.

2. Ho kenya motlakase: Silicon e bonts'a thepa ea ho thibela motlakase ka tlhaho, 'me ha e phekoloa ka mocheso, e etsa lera le sireletsang la silicon dioxide, le thibelang tahlehelo ea tjhaja ea motlakase ka katleho.

3. Theknoloji ea Kholo ea Batho ba Hōlileng: Histori e telele ea nts'etsopele ea theknoloji lits'ebetsong tsa kholo ea silicon e entse hore e be e rarahaneng haholo ho feta lisebelisoa tse ling tsa semiconductor.

Lintho tsena hammoho li boloka silicon e le 'ngoe e le ka pele indastering, e leng se etsang hore e se ke ea nkeloa sebaka ke thepa e 'ngoe.

Mabapi le sebopeho sa kristale, silicon e le 'ngoe e entsoeng ka liathomo tsa silicon tse hlophisitsoeng ka har'a lekhoakhoa la nako le nako, tse etsang sebopeho se tsoelang pele. Ke motheo oa indasteri ea tlhahiso ea li-chip.

Setšoantšo se latelang se bontša ts'ebetso e felletseng ea ho lokisa silicon e le 'ngoe e nang le kristale:

Kakaretso ea Ts'ebetso:
Silicon e nang le monocrystalline e nkuwa ho tsoa marong a silicon ka mehato e mengata ea ho hloekisa. Taba ea pele, silicon e nang le polycrystalline e fumanoa, ebe e holisoa ho ba monocrystalline silicon ingot ka sebōping sa kholo ea kristale. Kamora moo, e sehoa, ea bentšoa, ebe e sebetsoa ho ba li-wafer tsa silicon tse loketseng tlhahiso ea li-chip.

Hangata li-wafer tsa silicon li arotsoe ka lihlopha tse peli:sehlopha sa photovoltaiclesehlopha sa semiconductorMefuta ena e 'meli e fapana haholo-holo ka sebopeho sa eona, bohloeki le boleng ba bokaholimo.

• Li-wafer tsa sehlopha sa semiconductorli na le bohloeki bo phahameng ka ho fetisisa ba ho fihlela ho 99.999999999%, 'me li hlokahala ka tieo hore li be monocrystalline.

• Li-wafer tsa sehlopha sa photovoltaicha li hloekile hakaalo, ka maemo a bohloeki a tlohang ho 99.99% ho isa ho 99.9999%, 'me ha li na litlhoko tse thata joalo bakeng sa boleng ba kristale.

Ho phaella moo, di-wafer tsa maemo a semiconductor di hloka boreledi bo phahameng ba bokahodimo le bohlweki ho feta di-wafer tsa maemo a photovoltaic. Maemo a hodimo bakeng sa di-wafer tsa semiconductor a eketsa ho rarahana ha ho lokiswa ha tsona le boleng ba tsona bo latelang ditshebedisong.

Chate e latelang e hlalosa phetoho ea litlhaloso tsa wafer ea semiconductor, tse eketsehileng ho tloha ho li-wafer tsa pele tsa lisenthimithara tse 4 (100mm) le lisenthimithara tse 6 (150mm) ho ea ho li-wafer tsa hajoale tsa lisenthimithara tse 8 (200mm) le lisenthimithara tse 12 (300mm).

Tokisetsong ea 'nete ea silicon monocrystal, boholo ba wafer bo fapana ho latela mofuta oa ts'ebeliso le lintlha tsa litšenyehelo. Mohlala, li-memory chip hangata li sebelisa li-wafer tsa lisenthimithara tse 12, ha lisebelisoa tsa motlakase hangata li sebelisa li-wafer tsa lisenthimithara tse 8.

Ka bokhutšoanyane, phetoho ea boholo ba wafer ke phello ea Molao oa Moore le mabaka a moruo. Boholo ba wafer bo boholo bo nolofalletsa kholo ea sebaka sa silicon se ka sebelisoang haholoanyane tlas'a maemo a ts'ebetso a tšoanang, e fokotsa litšenyehelo tsa tlhahiso ha e ntse e fokotsa litšila tse tsoang mathōkong a wafer.

Jwalo ka thepa ya bohlokwa ntshetsopeleng ya theknoloji ya sejwalejwale, di-wafer tsa silicon tsa semiconductor, ka mekgwa e nepahetseng jwalo ka photolithography le ion implantation, di nolofalletsa tlhahiso ya disebediswa tse fapaneng tsa elektroniki, ho kenyeletswa di-rectifier tse matla haholo, di-transistors, di-transistors tsa bipolar junction, le disebediswa tsa ho fetola. Disebediswa tsena di bapala karolo ya bohlokwa masimong a kang bohlale ba maiketsetso, puisano ya 5G, di-elektroniki tsa dikoloi, Inthanete ya Dintho, le sefofane, e leng se etsang motheo wa ntshetsopele ya moruo wa naha le boqapi ba theknoloji.

3. Theknoloji ea Kholo ea Silicon e le 'ngoe e se nang kristale

TheMokhoa oa Czochralski (CZ)ke mokhoa o sebetsang hantle oa ho hula thepa ea boleng bo holimo ea monocrystalline ho tsoa ho qhibiliha. Mokhoa ona, o hlahisitsoeng ke Jan Czochralski ka 1917, o boetse o tsejoa e leHo Hula ka Kristalemokhoa.

Hona jwale, mokgwa wa CZ o sebediswa haholo ho lokiseng thepa e fapaneng ya semiconductor. Ho ya ka dipalopalo tse sa fellang, hoo e ka bang 98% ya dikarolo tsa elektroniki di entswe ka silicon e le nngwe, mme 85% ya dikarolo tsena di hlahiswa ho sebediswa mokgwa wa CZ.

Mokhoa oa CZ o ratoa ka lebaka la boleng ba oona bo botle ba kristale, boholo bo laolehang, sekhahla sa kholo e potlakileng, le katleho e phahameng ea tlhahiso. Litšobotsi tsena li etsa hore silicon ea CZ monocrystalline e be thepa e ratoang bakeng sa ho fihlela tlhoko ea boleng bo holimo le e kholo indastering ea lisebelisoa tsa elektroniki.

Molao-motheo oa kholo ea silicon ea CZ monocrystalline ke o latelang:

Ts'ebetso ea CZ e hloka mocheso o phahameng, vacuum, le tikoloho e koetsoeng. Lisebelisoa tsa bohlokoa bakeng sa ts'ebetso ena kesebōpi sa kholo ea kristale, e leng se nolofatsang maemo ana.

Setšoantšo se latelang se bontša sebopeho sa sebōpi sa kholo ea kristale.

Mokgweng wa CZ, silicon e hlwekileng e bewa ka hara sebopi, e qhibilihisitsweng, mme kristale ya peo e kenngwa ka hara silicon e qhibilihisitsweng. Ka ho laola ka nepo diparamente tse kang mocheso, sekgahla sa ho hula, le lebelo la ho potoloha ha sebopi, diathomo kapa dimolek'hule tse hokahaneng ha kristale ya peo le silicon e qhibilihisitsweng di hlophisa botjha ka ho tswela pele, di tiya ha tsamaiso e ntse e phola mme qetellong di bopa kristale e le nngwe.

Mokhoa ona oa kholo ea kristale o hlahisa silicon ea boleng bo holimo, e bophara bo boholo e nang le litšoaneleho tse khethehileng tsa kristale.

Ts'ebetso ea kholo e kenyelletsa mehato e 'maloa ea bohlokoa, ho kenyeletsoa:

1. Ho qhaqha le ho kenya: Ho tlosa kristale le ho hlwekisa sebopi le dikarolo ka botlalo ho ditshila tse kang quartz, graphite, kapa ditshila tse ding.

2. Ho Hloekisa le ho Qhibilihisa: Sistimi e ntšoa sebakeng se se nang letho, e lateloe ke ho kenngoa ha khase ea argon le ho futhumatsoa ha tjhaja ea silicon.

3. Ho Hula ka Kristale: Kristale ea peo e theoleloa ka har'a silicon e qhibilihisitsoeng, 'me mocheso oa sebopeho o laoloa ka hloko ho netefatsa hore kristale e etsoa hantle.

4. Taolo ea ho Behella Mahetla le Bophara: Ha kristale e ntse e hola, bophara ba yona bo bewa leihlo ka hloko mme bo lokiswa ho netefatsa kgolo e tshwanang.

5. Bofelo ba Kgolo le ho Kwalwa ha Sebōpi: Hang ha boholo ba kristale bo lakatsehang bo fihlelletswe, sebopi se a tingwa, mme kristale e a tloswa.

Mehato e qaqileng ts'ebetsong ena e netefatsa ho etsoa ha li-monocrystal tsa boleng bo holimo, tse se nang sekoli tse loketseng tlhahiso ea li-semiconductor.

4. Liphephetso Tlhahisong ea Silicon e Monocrystalline

E 'ngoe ea liphephetso tse kholo tsa ho hlahisa li-monocrystal tse kholo tsa semiconductor e ho hlola mathata a tekheniki nakong ea ts'ebetso ea kholo, haholo-holo ho bolela esale pele le ho laola mefokolo ea kristale:

1. Boleng bo sa Tsitsitseng ba Monocrystal le Tlhahiso e Tlase: Ha boholo ba di-monocrystal tsa silicon bo ntse bo eketseha, ho rarahana ha tikoloho ya kgolo ho a eketseha, e leng se etsang hore ho be thata ho laola dintho tse kang matla a mocheso, phallo le makenete. Sena se thatafatsa mosebetsi wa ho fihlella boleng bo tsitsitseng le chai e phahameng.

2. Mokhoa oa Taolo o sa Tsitsang: Ts'ebetso ea kholo ea li-monocrystal tsa silicon tsa semiconductor e rarahane haholo, ka masimo a mangata a 'mele a sebelisanang, e leng se etsang hore ho nepahala ha taolo ho se tsitse le ho lebisa tlhahisong e tlase ea lihlahisoa. Maano a hona joale a taolo a shebane haholo le litekanyo tse kholo tsa kristale, ha boleng bo ntse bo fetoloa ho latela boiphihlelo ba letsoho, e leng se etsang hore ho be thata ho fihlela litlhoko tsa tlhahiso e nyane le ea nano ho li-chip tsa IC.

Ho sebetsana le liphephetso tsena, nts'etsopele ea mekhoa ea ho beha leihlo le ho bolela esale pele boleng ba kristale ka nako ea sebele, inthaneteng e hlokahala ka potlako, hammoho le ntlafatso litsamaisong tsa taolo ho netefatsa tlhahiso e tsitsitseng le ea boleng bo holimo ea li-monocrystal tse kholo bakeng sa tšebeliso lipotolohong tse kopaneng.