வைர - குறைக்கடத்திகளின் எதிர்கால நட்சத்திரம்

அறிவியல் மற்றும் தொழில்நுட்பத்தின் விரைவான வளர்ச்சி மற்றும் உயர் செயல்திறன் மற்றும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட குறைக்கடத்தி சாதனங்களுக்கான வளர்ந்து வரும் உலகளாவிய தேவை, குறைக்கடத்தி தொழில் சங்கிலியில் ஒரு முக்கிய தொழில்நுட்ப இணைப்பாக குறைக்கடத்தி அடி மூலக்கூறு பொருட்கள் பெருகிய முறையில் முக்கியத்துவம் பெறுகின்றன. அவற்றில், டயமண்ட், நான்காவது தலைமுறை "இறுதி குறைக்கடத்தி" பொருளாக, படிப்படியாக ஒரு ஆராய்ச்சி ஹாட்ஸ்பாட் மற்றும் அதன் சிறந்த உடல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள் காரணமாக குறைக்கடத்தி அடி மூலக்கூறு பொருட்களின் துறையில் புதிய சந்தை விருப்பமாக மாறி வருகிறது.

வைரத்தின் பண்புகள்

வைரமானது ஒரு பொதுவான அணு படிகம் மற்றும் கோவலன்ட் பிணைப்பு படிகமாகும். படிக அமைப்பு படம் 1(a) இல் காட்டப்பட்டுள்ளது. இது ஒரு கோவலன்ட் பிணைப்பின் வடிவத்தில் மற்ற மூன்று கார்பன் அணுக்களுடன் பிணைக்கப்பட்ட நடுத்தர கார்பன் அணுவைக் கொண்டுள்ளது. படம் 1(b) என்பது அலகு செல் அமைப்பாகும், இது வைரத்தின் நுண்ணிய காலநிலை மற்றும் கட்டமைப்பு சமச்சீர்மையை பிரதிபலிக்கிறது.

படம் 1 வைரம் (அ) படிக அமைப்பு; (ஆ) அலகு செல் அமைப்பு

படம் 2 இல் காட்டப்பட்டுள்ளபடி, தனித்துவமான இயற்பியல் மற்றும் வேதியியல் பண்புகள் மற்றும் இயக்கவியல், மின்சாரம் மற்றும் ஒளியியல் ஆகியவற்றில் சிறந்த பண்புகளைக் கொண்ட வைரமானது உலகின் கடினமான பொருளாகும். ., மற்றும் சிராய்ப்பு கருவிகளில் நன்கு பயன்படுத்தப்படுகிறது; (2) வைரமானது இன்றுவரை அறியப்பட்ட இயற்கைப் பொருட்களில் அதிக வெப்ப கடத்துத்திறன் (2200W/(m·K)) உள்ளது, இது சிலிக்கான் கார்பைடை விட (SiC) 4 மடங்கு அதிகம், சிலிக்கான் (Si) ஐ விட 13 மடங்கு அதிகம், 43 மடங்கு அதிகம் காலியம் ஆர்சனைடு (GaAs), மற்றும் தாமிரம் மற்றும் வெள்ளியை விட 4 முதல் 5 மடங்கு அதிகமாகும், மேலும் இது அதிக சக்தி கொண்ட சாதனங்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது. இது குறைந்த வெப்ப விரிவாக்க குணகம் (0.8×10-6-1.5×10) போன்ற சிறந்த பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது^-6K^-1) மற்றும் உயர் மீள் மாடுலஸ். இது நல்ல வாய்ப்புகள் கொண்ட ஒரு சிறந்த மின்னணு பேக்கேஜிங் பொருள். 

துளை இயக்கம் 4500 செ.மீ 2 · V.^-1· கள்^-1, மற்றும் எலக்ட்ரான் இயக்கம் 3800 cm2·V ஆகும்^-1· கள்^-1, இது அதிவேக மாறுதல் சாதனங்களுக்கு பொருந்தும்; முறிவு புல வலிமை 13mv/cm ஆகும், இது உயர் மின்னழுத்த சாதனங்களுக்குப் பயன்படுத்தப்படலாம்; மெரிட்டின் பாலிகா உருவம் 24664 வரை அதிகமாக உள்ளது, இது மற்ற பொருட்களை விட மிக அதிகம் (பெரிய மதிப்பு, சாதனங்களை மாற்றுவதில் பயன்படுத்த அதிக திறன்). 

பாலிகிரிஸ்டலின் வைரமும் ஒரு அலங்கார விளைவைக் கொண்டுள்ளது. வைர பூச்சு ஒரு ஃபிளாஷ் விளைவைக் கொண்டிருப்பது மட்டுமல்லாமல், பலவிதமான வண்ணங்களையும் கொண்டுள்ளது. இது உயர்நிலை கடிகாரங்கள், ஆடம்பர பொருட்களுக்கான அலங்கார பூச்சுகள் மற்றும் நேரடியாக ஒரு பேஷன் தயாரிப்பாக பயன்படுத்தப்படுகிறது. வைரத்தின் வலிமையும் கடினத்தன்மையும் கார்னிங் கண்ணாடியை விட 6 மடங்கு மற்றும் 10 மடங்கு ஆகும், எனவே இது மொபைல் போன் காட்சிகள் மற்றும் கேமரா லென்ஸ்களிலும் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

படம் 2 வைர மற்றும் பிற குறைக்கடத்தி பொருட்களின் பண்புகள்

வைரம் தயாரித்தல்

வைர வளர்ச்சி முக்கியமாக HTHP முறை (உயர் வெப்பநிலை மற்றும் உயர் அழுத்த முறை) என பிரிக்கப்பட்டுள்ளதுசி.வி.டி முறை (வேதியியல் நீராவி படிவு முறை). உயர் அழுத்த எதிர்ப்பு, பெரிய ரேடியோ அலைவரிசை, குறைந்த விலை மற்றும் அதிக வெப்பநிலை எதிர்ப்பு போன்ற அதன் நன்மைகள் காரணமாக வைர குறைக்கடத்தி அடி மூலக்கூறுகளை தயாரிப்பதற்கான முக்கிய முறையாக CVD முறை மாறியுள்ளது. இரண்டு வளர்ச்சி முறைகளும் வெவ்வேறு பயன்பாடுகளில் கவனம் செலுத்துகின்றன, மேலும் அவை எதிர்காலத்தில் நீண்ட காலத்திற்கு ஒரு நிரப்பு உறவைக் காண்பிக்கும்.

உயர் வெப்பநிலை மற்றும் உயர் அழுத்த முறை (HTHP) என்பது கிராஃபைட் தூள், உலோக வினையூக்கி தூள் மற்றும் சேர்க்கைகள் ஆகியவற்றை மூலப்பொருள் சூத்திரத்தால் குறிப்பிடப்பட்ட விகிதத்தில் கலந்து, பின்னர் கிரானுலேட்டிங், நிலையான அழுத்துதல், வெற்றிடக் குறைப்பு, ஆய்வு, எடையிடல் ஆகியவற்றின் மூலம் கிராஃபைட் கோர் நெடுவரிசையை உருவாக்குவதாகும். மற்றும் பிற செயல்முறைகள். கிராஃபைட் கோர் நெடுவரிசையானது கலப்புத் தொகுதி, துணைப் பாகங்கள் மற்றும் பிற சீல் செய்யப்பட்ட அழுத்தம் பரிமாற்ற ஊடகங்களுடன் ஒன்றுசேர்க்கப்பட்டு, வைர ஒற்றைப் படிகங்களைத் தொகுக்கப் பயன்படும் செயற்கைத் தொகுதியை உருவாக்குகிறது. அதன் பிறகு, அது வெப்பம் மற்றும் அழுத்தத்திற்காக ஆறு பக்க மேல் அழுத்தத்தில் வைக்கப்பட்டு நீண்ட நேரம் நிலையானதாக வைக்கப்படுகிறது. படிக வளர்ச்சி முடிந்ததும், வெப்பம் நிறுத்தப்பட்டு அழுத்தம் வெளியிடப்படுகிறது, மேலும் செயற்கை நெடுவரிசையைப் பெற சீல் செய்யப்பட்ட அழுத்தம் பரிமாற்ற ஊடகம் அகற்றப்படுகிறது, பின்னர் அது சுத்திகரிக்கப்பட்டு வைர ஒற்றை படிகங்களைப் பெற வரிசைப்படுத்தப்படுகிறது.

படம் 3 ஆறு பக்க மேல் அழுத்தத்தின் கட்டமைப்பு வரைபடம்

உலோக வினையூக்கிகளின் பயன்பாடு காரணமாக, தொழில்துறை HTHP முறையால் தயாரிக்கப்பட்ட வைரத் துகள்கள் பெரும்பாலும் சில அசுத்தங்கள் மற்றும் குறைபாடுகளைக் கொண்டிருக்கின்றன, மேலும் நைட்ரஜனைச் சேர்ப்பதன் காரணமாக, அவை பொதுவாக மஞ்சள் நிறத்தைக் கொண்டுள்ளன. தொழில்நுட்ப மேம்படுத்தலுக்குப் பிறகு, வைரங்களின் உயர் வெப்பநிலை மற்றும் உயர் அழுத்த தயாரிப்பு வெப்பநிலை சாய்வு முறையைப் பயன்படுத்தி பெரிய துகள் உயர்தர வைர ஒற்றை படிகங்களை உருவாக்கலாம், இது வைர தொழில்துறை சிராய்ப்பு தரத்தை GEM தரமாக மாற்றுவதை உணர்ந்துள்ளது.

படம் 4 வைர உருவவியல்

இரசாயன நீராவி படிவு (CVD) என்பது வைர படங்களை ஒருங்கிணைக்க மிகவும் பிரபலமான முறையாகும். முக்கிய முறைகளில் சூடான இழை இரசாயன நீராவி படிவு (HFCVD) மற்றும் அடங்கும்நுண்ணலை பிளாஸ்மா இரசாயன நீராவி படிவு (MPCVD).

(1) சூடான இழை வேதியியல் நீராவி படிவு

HFCVD இன் அடிப்படைக் கொள்கையானது, ஒரு வெற்றிட அறையில் உயர் வெப்பநிலை உலோகக் கம்பியுடன் எதிர்வினை வாயுவை மோதவிட்டு, பலவிதமான மிகவும் செயலில் உள்ள "சார்ஜ் செய்யப்படாத" குழுக்களை உருவாக்குவதாகும். உருவாக்கப்படும் கார்பன் அணுக்கள் அடி மூலக்கூறுப் பொருளில் வைக்கப்பட்டு நானோ டைமண்ட்களை உருவாக்குகின்றன. உபகரணங்கள் செயல்பட எளிதானது, குறைந்த வளர்ச்சி செலவைக் கொண்டுள்ளது, பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படுகிறது மற்றும் தொழில்துறை உற்பத்தியை அடைய எளிதானது. குறைந்த வெப்ப சிதைவு திறன் மற்றும் இழை மற்றும் மின்முனையிலிருந்து தீவிர உலோக அணு மாசுபாடு காரணமாக, HFCVD பொதுவாக தானிய எல்லையில் அதிக அளவு sp2 கட்ட கார்பன் அசுத்தங்களைக் கொண்ட பாலிகிரிஸ்டலின் வைரப் படங்களைத் தயாரிக்க மட்டுமே பயன்படுத்தப்படுகிறது, எனவே இது பொதுவாக சாம்பல்-கருப்பு நிறத்தில் இருக்கும். .

படம் 5 (அ) HFCVD உபகரண வரைபடம், (b) வெற்றிட அறை கட்டமைப்பு வரைபடம்

(2) மைக்ரோவேவ் பிளாஸ்மா வேதியியல் நீராவி படிவு

குறிப்பிட்ட அதிர்வெண்ணின் நுண்ணலைகளை உருவாக்க MPCVD முறை மாக்னட்ரான் அல்லது திட-நிலை மூலத்தைப் பயன்படுத்துகிறது, அவை அலை வழிகாட்டி மூலம் எதிர்வினை அறைக்குள் வழங்கப்படுகின்றன, மேலும் எதிர்வினை அறையின் சிறப்பு வடிவியல் பரிமாணங்களின்படி அடி மூலக்கூறுக்கு மேலே நிலையான நிற்கும் அலைகளை உருவாக்குகின்றன. 

அதிக கவனம் செலுத்தப்பட்ட மின்காந்த புலம், மீத்தேன் மற்றும் ஹைட்ரஜனின் எதிர்வினை வாயுக்களை உடைத்து ஒரு நிலையான பிளாஸ்மா பந்தை உருவாக்குகிறது. எலக்ட்ரான்கள் நிறைந்த, அயனிகள் நிறைந்த மற்றும் செயலில் உள்ள அணுக் குழுக்கள் தகுந்த வெப்பநிலை மற்றும் அழுத்தத்தில் அடி மூலக்கூறில் கருவாகி வளரும், இதனால் ஹோமோபிடாக்சியல் வளர்ச்சி மெதுவாக ஏற்படும். HFCVD உடன் ஒப்பிடும்போது, ​​சூடான உலோகக் கம்பி ஆவியாதலால் ஏற்படும் வைரப் படலம் மாசுபடுவதைத் தவிர்க்கிறது மற்றும் நானோ டைமண்ட் படத்தின் தூய்மையை அதிகரிக்கிறது. HFCVD ஐ விட அதிக எதிர்வினை வாயுக்கள் செயல்பாட்டில் பயன்படுத்தப்படலாம், மேலும் டெபாசிட் செய்யப்பட்ட வைர ஒற்றை படிகங்கள் இயற்கை வைரங்களை விட தூய்மையானவை. எனவே, ஆப்டிகல்-கிரேடு வைர பாலிகிரிஸ்டலின் ஜன்னல்கள், எலக்ட்ரானிக்-கிரேடு வைர ஒற்றை படிகங்கள் போன்றவற்றைத் தயாரிக்கலாம்.

படம் 6 MPCVD இன் உள் அமைப்பு

வைரத்தின் வளர்ச்சி மற்றும் தடுமாற்றம்

முதல் செயற்கை வைரம் 1963 ஆம் ஆண்டில் வெற்றிகரமாக உருவாக்கப்பட்டதிலிருந்து, 60 ஆண்டுகளுக்கும் மேலான வளர்ச்சியின் பின்னர், எனது நாடு உலகின் மிகப்பெரிய செயற்கை வைரத்தின் வெளியீட்டைக் கொண்ட நாடாக மாறியுள்ளது, இது உலகின் 90% க்கும் அதிகமாக உள்ளது. இருப்பினும், சீனாவின் வைரங்கள் முக்கியமாக சிராய்ப்பு அரைத்தல், ஒளியியல், கழிவுநீர் சிகிச்சை மற்றும் பிற துறைகள் போன்ற குறைந்த மற்றும் நடுத்தர பயன்பாட்டு சந்தைகளில் குவிந்துள்ளன. உள்நாட்டு வைரங்களின் வளர்ச்சி பெரியது, ஆனால் வலுவாக இல்லை, மேலும் இது உயர்நிலை உபகரணங்கள் மற்றும் மின்னணு தர பொருட்கள் போன்ற பல துறைகளில் பாதகமாக உள்ளது. 

சி.வி.டி வைரங்கள் துறையில் கல்வி சாதனைகளைப் பொறுத்தவரை, அமெரிக்கா, ஜப்பான் மற்றும் ஐரோப்பாவில் உள்ள ஆராய்ச்சி ஒரு முன்னணி நிலையில் உள்ளது, மேலும் எனது நாட்டில் ஒப்பீட்டளவில் சில அசல் ஆராய்ச்சிகள் உள்ளன. "13 வது ஐந்தாண்டு திட்டத்தின்" முக்கிய ஆராய்ச்சி மற்றும் வளர்ச்சியின் ஆதரவுடன், உள்நாட்டு பிளவுபட்ட எபிடாக்சியல் பெரிய அளவிலான வைர ஒற்றை படிகங்கள் உலகின் முதல் தர நிலைக்கு குதித்துள்ளன. பன்முகத்தன்மை வாய்ந்த எபிடாக்சியல் ஒற்றை படிகங்களைப் பொறுத்தவரை, அளவு மற்றும் தரத்தில் இன்னும் ஒரு பெரிய இடைவெளி உள்ளது, இது "14 வது ஐந்தாண்டு திட்டத்தில்" மிஞ்சப்படலாம்.

உலகெங்கிலும் உள்ள ஆராய்ச்சியாளர்கள் வைரங்களின் வளர்ச்சி, ஊக்கமருந்து மற்றும் சாதனங்களின் ஒருங்கிணைப்பு குறித்து ஆழமான ஆராய்ச்சியை மேற்கொண்டுள்ளனர், இது ஒளியியல் மின்னணு சாதனங்களில் வைரங்களின் பயன்பாட்டை உணர்ந்து, வைரங்களுக்கான மக்களின் எதிர்பார்ப்புகளை ஒரு மல்டிஃபங்க்ஸ்னல் பொருளாக பூர்த்தி செய்கிறது. இருப்பினும், வைரத்தின் பேண்ட் இடைவெளி 5.4 eV வரை அதிகமாக உள்ளது. அதன் p-வகை கடத்துத்திறனை போரான் ஊக்கமருந்து மூலம் அடையலாம், ஆனால் n-வகை கடத்துத்திறனைப் பெறுவது மிகவும் கடினம். பல்வேறு நாடுகளைச் சேர்ந்த ஆராய்ச்சியாளர்கள் நைட்ரஜன், பாஸ்பரஸ் மற்றும் சல்பர் போன்ற அசுத்தங்களை ஒற்றைப் படிகமாக அல்லது பாலிகிரிஸ்டலின் வைரமாக மாற்றியமைத்துள்ளனர். இருப்பினும், ஆழமான நன்கொடையாளர் ஆற்றல் நிலை அல்லது அசுத்தங்களை அயனியாக்குவதில் உள்ள சிரமம் காரணமாக, நல்ல n-வகை கடத்துத்திறன் பெறப்படவில்லை, இது வைர அடிப்படையிலான மின்னணு சாதனங்களின் ஆராய்ச்சி மற்றும் பயன்பாட்டை பெரிதும் கட்டுப்படுத்துகிறது. 

அதே நேரத்தில், பெரிய பகுதி ஒற்றை படிக வைரம் ஒற்றை படிக சிலிக்கான் செதில்கள் போன்ற பெரிய அளவில் தயாரிப்பது கடினம், இது வைர அடிப்படையிலான குறைக்கடத்தி சாதனங்களின் வளர்ச்சியில் மற்றொரு சிரமமாகும். மேற்கூறிய இரண்டு சிக்கல்கள், தற்போதுள்ள குறைக்கடத்தி ஊக்கமருந்து மற்றும் சாதன மேம்பாட்டுக் கோட்பாடு வைர என்-வகை ஊக்கமருந்து மற்றும் சாதன சட்டசபை ஆகியவற்றின் சிக்கல்களைத் தீர்ப்பது கடினம் என்பதைக் காட்டுகிறது. பிற ஊக்கமருந்து முறைகள் மற்றும் டோபண்டுகளைத் தேடுவது அவசியம், அல்லது புதிய ஊக்கமருந்து மற்றும் சாதன மேம்பாட்டுக் கொள்கைகளை உருவாக்குவது அவசியம்.

அதிகப்படியான அதிக விலைகளும் வைரங்களின் வளர்ச்சியைக் கட்டுப்படுத்துகின்றன. சிலிக்கானின் விலையுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​சிலிக்கான் கார்பைட்டின் விலை சிலிக்கானை விட 30-40 மடங்கு ஆகும், காலியம் நைட்ரைட்டின் விலை சிலிக்கானை விட 650-1300 மடங்கு, மற்றும் செயற்கை வைர பொருட்களின் விலை சிலிக்கானை விட 10,000 மடங்கு ஆகும். மிக உயர்ந்த விலை வைரங்களின் வளர்ச்சி மற்றும் பயன்பாட்டை கட்டுப்படுத்துகிறது. செலவுகளை எவ்வாறு குறைப்பது என்பது வளர்ச்சி சங்கடத்தை உடைப்பதற்கான ஒரு திருப்புமுனை புள்ளியாகும்.

அவுட்லுக்

வைர குறைக்கடத்திகள் தற்போது வளர்ச்சியில் சிரமங்களை எதிர்கொண்டிருந்தாலும், அடுத்த தலைமுறை உயர் சக்தி, அதிக அதிர்வெண், உயர் வெப்பநிலை மற்றும் குறைந்த சக்தி இழப்பு மின்னணு சாதனங்களைத் தயாரிப்பதற்கான மிகவும் நம்பிக்கைக்குரிய பொருளாக அவை இன்னும் கருதப்படுகின்றன. தற்போது, ​​வெப்பமான குறைக்கடத்திகள் சிலிக்கான் கார்பைடு ஆக்கிரமித்துள்ளன. சிலிக்கான் கார்பைடு வைரத்தின் கட்டமைப்பைக் கொண்டுள்ளது, ஆனால் அதன் அணுக்களில் பாதி கார்பன். எனவே, இதை அரை வைரமாகக் கருதலாம். சிலிக்கான் கார்பைடு சிலிக்கான் படிக சகாப்தத்திலிருந்து வைர குறைக்கடத்தி சகாப்தத்திற்கு ஒரு இடைக்கால உற்பத்தியாக இருக்க வேண்டும்.

"Diamonds are forever, and one diamond lasts forever" என்ற வாக்கியம் டி பீர்ஸின் பெயரை இன்றுவரை பிரபலமாக்கியுள்ளது. வைர குறைக்கடத்திகளுக்கு, மற்றொரு வகையான பெருமையை உருவாக்க நிரந்தர மற்றும் தொடர்ச்சியான ஆய்வு தேவைப்படலாம்.

VeTek செமிகண்டக்டர் ஒரு தொழில்முறை சீன உற்பத்தியாளர்டான்டலம் கார்பைடு பூச்சு, சிலிக்கான் கார்பைடு பூச்சு, கன் தயாரிப்புகள்,சிறப்பு கிராஃபைட், சிலிக்கான் கார்பைடு மட்பாண்டங்கள்மற்றும்பிற குறைக்கடத்தி மட்பாண்டங்கள். VeTek செமிகண்டக்டர், குறைக்கடத்தி தொழில்துறைக்கான பல்வேறு பூச்சு தயாரிப்புகளுக்கு மேம்பட்ட தீர்வுகளை வழங்க உறுதிபூண்டுள்ளது.

உங்களிடம் ஏதேனும் விசாரணைகள் இருந்தால் அல்லது கூடுதல் விவரங்கள் தேவைப்பட்டால், தயவுசெய்து எங்களுடன் தொடர்பு கொள்ள தயங்க வேண்டாம்.

கும்பல்/வாட்ஸ்அப்: +86-180 6922 0752

மின்னஞ்சல்: anny@veteksemi.com