Ose Va'aiga Atoa ole Monocrystalline Silicon Growth Methods

Ose Va'aiga Atoa ole Monocrystalline Silicon Growth Methods

1. Tulaga o Monocrystalline Silicon Development

O le alualu i luma o tekinolosi ma le faʻatupulaia o le manaʻoga mo oloa faʻatauvaʻa maualuga ua faʻamalosia atili ai le tulaga autu o le faʻalapotopotoga tuʻufaʻatasia (IC) i le atinaʻeina o le atunuʻu. I le avea ai ma maatulimanu o le IC alamanuia, semiconductor monocrystalline silicon e taua tele i le faʻauluina o tekonolosi fou ma le tuputupu aʻe o le tamaoaiga.

E tusa ai ma faʻamatalaga mai le International Semiconductor Industry Association, o le maketi o le semiconductor wafer maketi o le lalolagi na ausia le faʻatauga o le $ 12.6 piliona, faʻatasi ai ma uta e faʻatupulaia i le 14.2 piliona sikuea inisi. E lē gata i lea, o lo'o fa'aauau pea ona fa'atupula'ia le mana'oga mo wafers silicon.

Ae ui i lea, o le lalolagi silicon wafer alamanuia e maualuga le faʻaogaina, faʻatasi ai ma le pito i luga e lima faʻatau oloa e pulea le 85% o le maketi, e pei ona faʻaalia i lalo:

• Shin-Etsu Chemical (Iapani)

• SUMCO (Iapani)

• Global Wafers

• Siltronic (Siamani)

• SK Siltron (Korea i Saute)

O lenei oligopoly e mafua ai le faalagolago tele o Saina i le fa'aulufale mai o monocrystalline silicon wafers, lea ua avea ma se tasi o faʻamaufaʻailoga autu e faʻatapulaʻaina ai le atinaʻeina o pisinisi faʻasalalau faʻatasi a le atunuʻu.

Ina ia foia luitau o loʻo i ai nei i le semiconductor silicon monocrystal manufacturing sector, faʻafaigaluegaina i suʻesuʻega ma atinaʻe ma faʻamalosia gafatia gaosiga i totonu o le atunuʻu o se filifiliga le maalofia.

2. Vaaiga lautele o Monocrystalline Silicon Material

Monocrystalline silicon o le faʻavae o le faʻalapotopotoga faʻasalalauga tuʻufaʻatasia. E oʻo mai i le taimi nei, e sili atu i le 90% o meataalo IC ma masini faʻaeletoroni o loʻo faʻaogaina le monocrystalline silicon e fai ma mea muamua. Ole tele ole manaʻoga mo monocrystalline silicon ma ana faʻalapotopotoga faʻapisinisi eseese e mafai ona mafua mai i le tele o mea:

1. Saogalemu ma le Siosiomaga: Silicon e tele i totonu o le eleele o le lalolagi, e le oona, ma le siosiomaga.

2. Insulation Eletise: O le silikoni e masani ona faʻaalia ai le eletise eletise, ma i luga o togafitiga vevela, e fausia ai se vaega puipui o le silicon dioxide, lea e puipuia lelei ai le leiloa o le eletise.

3. Tekinolosi Tuputupu A'e Matutua: O le umi o le talafaasolopito o le atinaʻeina o tekinolosi i le faʻagasologa o le tuputupu aʻe o le silicon ua sili atu le faʻapitoa nai lo isi mea semiconductor.

O mea nei fa'atasi e fa'atumauina le silikoni monocrystalline i le pito i luma o le alamanuia, e le mafai ona suitulaga i isi mea.

E tusa ai ma le fausaga tioata, monocrystalline silicon o se mea e faia mai le silicon atoms faʻatulagaina i se lattice faʻavaitaimi, e fausia ai se fausaga faʻaauau. O le fa'avae o le gaosiga o masini chip.

O le ata o loʻo i lalo o loʻo faʻaalia ai le faʻagasologa atoa o le sauniuniga silicon monocrystalline:

Fa'agasolo Va'aiga:
Monocrystalline silicon e maua mai le silicon ore e ala i se faasologa o laasaga faamamaina. Muamua, o le polycrystalline silicon e maua, lea e tupu aʻe i se monocrystalline silicon ingot i totonu o se ogaumu tuputupu aʻe tioata. A mae'a, ona tipiina, fa'aiila, ma fa'agaoioia e fai ma fa'ama'i sikoni talafeagai mo le gaosiga o chip.

Silicon wafers e masani ona vaevaeina i ni vaega se lua:photovoltaic-grademasemiconductor-grade. O nei ituaiga e lua e eseese tele i lo latou fausaga, mama, ma le lelei o luga.

• Semiconductor-grade wafersia i ai se tulaga mama maualuga maualuga e oo atu i le 99.999999999%, ma e matua manaʻomia le monocrystalline.

• Fa'ato'a fa'apolopolo-photovoltaice itiiti ifo le mama, faʻatasi ai ma tulaga mama mai le 99.99% i le 99.9999%, ma e leai ni manaʻoga faʻapitoa mo le lelei tioata.

E le gata i lea, e manaʻomia e le semiconductor wafers le lamolemole maualuga ma le mama nai lo le photovoltaic-grade wafers. O tulaga maualuga mo wafers semiconductor e fa'ateleina ai le lavelave o la latou sauniuniga ma lo latou taua mulimuli ane i talosaga.

O le siata o loʻo i lalo o loʻo faʻamatalaina ai le faʻaleleia o faʻamatalaga o le semiconductor wafer, lea na faʻateleina mai le 4-inisi (100mm) ma le 6-inisi (150mm) wafers i le taimi nei 8-inisi (200mm) ma le 12-inisi (300mm) wafers.

I le sauniuniga moni o le silicon monocrystal, o le tele o le wafer e eseese e fa'atatau i le ituaiga talosaga ma mea tau tau. Mo se faʻataʻitaʻiga, e masani ona faʻaogaina e meataalo manatua le 12-inisi sifi, ae o masini eletise e masani ona faʻaaogaina 8-inisi osi.

I se aotelega, o le faʻaleleia o le lapoa o le wafer o le taunuuga lea o le Tulafono a Moore ma mea tau tamaoaiga. Ole lapopo'a o le wafer e mafai ai ona fa'atupula'ia le tele o le silicon area i lalo o tulaga tutusa o gaosiga, fa'aitiitia le tau o le gaosiga ae fa'aitiitia otaota mai pito wafer.

I le avea ai o se mea taua i le atinaʻeina o tekinolosi faʻaonaponei, semiconductor silicon wafers, e ala i faʻagasologa saʻo e pei o le photolithography ma le faʻapipiʻiina o ion, e mafai ai ona gaosia mea faʻaeletoroni eseese, e aofia ai faʻasaʻo maualuga, transistors, bipolar junction transistors, ma masini fesuiaʻi. O nei masini o loʻo i ai se sao taua i matāʻupu e pei o le atamai faʻapitoa, fesoʻotaʻiga 5G, mea tau eletise, Initaneti o Mea, ma le vateatea, e fai ma maatulimanu o le atinaʻeina o le tamaoaiga o le atunuʻu ma faʻafouina tekinolosi.

3. Monocrystalline Silicon Growth Tekinolosi

O leCzochralski (CZ) Metotiaose faiga lelei mo le tosoina o mea e sili ona lelei monocrystalline mai le liusuavai. Fautuaina e Jan Czochralski i le 1917, o lenei metotia e lauiloa foi o leToso tioataauala.

I le taimi nei, o le auala CZ o loʻo faʻaaogaina lautele i le sauniuniga o mea semiconductor eseese. E tusa ai ma faʻamaumauga e leʻi atoatoa, e tusa ma le 98% o mea faʻaeletoroni e faia mai le monocrystalline silicon, ma le 85% o nei vaega na gaosia e faʻaaoga ai le auala CZ.

O le auala CZ e fiafia i ai ona o lona tulaga sili ona lelei tioata, lapopoa pulea, saoasaoa o le tuputupu ae, ma le maualuga o le gaosiga. O nei uiga e avea ai le CZ monocrystalline silicon ma mea e sili ona fiafia i ai mo le faʻataunuʻuina o le tulaga maualuga, manaʻoga tetele i totonu o pisinisi eletise.

O le faʻavaeina o le CZ monocrystalline silicon e faʻapea:

O le fa'agasologa o le CZ e mana'omia ai le maualuga o le vevela, o se vacuum, ma se si'osi'omaga tapuni. O meafaigaluega autu mo lenei faagasologa o leogaumu tuputupu ae tioata, lea e faafaigofie ai nei tulaga.

O le ata o loʻo i lalo o loʻo faʻaalia ai le fausaga o se ogaumu tuputupu aʻe tioata.

I le faagasologa o le CZ, e tu'u le silikoni mama i totonu o se u'amea, liusuavai, ma fa'afeiloa'i se tioata fatu i totonu o le silikoni liusuavai. E ala i le pulea sa'o o mea e pei o le vevela, toso fua, ma le saosaoa o le taamilosaga, atoms poʻo molelaʻau i le faʻaogaina o le tioata fatu ma le silikoni uʻamea faʻaauau ona toe faʻatulagaina, faʻamalosia aʻo malulu le faiga ma iu ai ina fausia se tioata se tasi.

O lenei auala fa'atupu tioata e maua mai ai le silikoni monocrystalline maualuga maualuga ma fa'ata'ita'iga fa'apitoa.

O le faagasologa o le tuputupu aʻe e aofia ai ni laasaga taua, e aofia ai:

1. La'ese ma utaina: Aveese le tioata ma fa'amama mae'ae'a le ogaumu ma vaega mai mea leaga e pei o le quartz, graphite, po'o isi mea leaga.

2. Vacuum ma liusuavai: Ua ave'ese le faiga i se vacuum, soso'o ai ma le fa'aofiina o le kasa argon ma le fa'amafanafanaina o le tau o le silikoni.

3. Toso tioata: Ua tuutuu ifo le tioata fatu i totonu o le silicon liusuavai, ma e pulea lelei le vevela o le interface ina ia mautinoa ai le tioata lelei.

4. Tau'au ma le Tatau Pulea: A o tuputupu aʻe le tioata, e mataʻituina ma le faʻaeteete lona lautele ma fetuunai ina ia mautinoa le tuputupu aʻe tutusa.

5. Fa'ai'uga o le Tuputupu ma Tapuni Ogaumu: O le taimi lava e ausia ai le tele tioata e manaʻomia, e tapuni le ogaumu, ma aveese le tioata.

O laasaga auiliili i lenei faagasologa e faʻamautinoa ai le fausiaina o monocrystals maualuga, leai se faaletonu e talafeagai mo le gaosiga o semiconductor.

4. Lu'itau i le Monocrystalline Silicon Production

O se tasi o luʻitau autu i le gaosia o monocrystals semiconductor tele-diameter o loʻo taoto i le faʻatoʻilaloina o fagu faʻapitoa i le taimi o le tuputupu aʻe, aemaise lava i le vavalo ma le puleaina o faaletonu tioata:

1. Tulaga Monocrystal e le tutusa ma le maualalo o fua: A o faʻateleina le tele o monocrystals silicon, faʻateleina le lavelave o le siʻosiʻomaga tuputupu aʻe, e faigata ai ona pulea mea e pei o le vevela, tafe, ma maneta. O lenei mea e faʻalavelaveina ai le galuega o le ausiaina o tulaga lelei ma maualuga maualuga.

2. Fa'agasologa Pulea le mautu: O le faʻagasologa o le tuputupu aʻe o semiconductor silicon monocrystals e matua faigata lava, faʻatasi ai ma le tele o fanua faʻaletino e fegalegaleai, faia le faʻatonuina o le saʻo le le mautonu ma taʻitaʻia ai le maualalo o fua o oloa. O ta'iala o lo'o iai i le taimi nei e fa'atatau i le tele o le tioata, ae o lo'o fa'atulaga pea le lelei e fa'atatau i le poto masani a le tusi lesona, ma fa'afaigata ai le fa'amalieina o mana'oga mo micro ma nano fabrication i IC chips.

Ina ia foia nei luʻitau, o le atinaʻeina o taimi moni, mataʻituina i luga ole laiga ma auala vavalo mo le tulaga tioata e manaʻomia vave, faʻatasi ai ma le faʻaleleia atili o faiga faʻatonutonu e faʻamautinoa ai le mautu, maualuga le gaosiga o monocrystals tetele mo le faʻaogaina i totonu o fesoʻotaʻiga tuʻufaʻatasia.