हीरा - सेमीन्डोरक्टरको भविष्य स्टार

विज्ञान र टेक्नोलोजीको द्रुत विकास र उच्च प्रदर्शन र उच्च-दक्षता अर्धविश्मना उपकरणहरू, अर्धविचता अनुक्रमित सामग्रीहरू, अर्धविद् अर्टिभीय सामग्रीको लागि अर्धन्डुडुकोक्टर कन्टेड सामग्रीको रूपमा बढ्दो महत्त्वपूर्ण हुँदै गइरहेको छ। ती मध्ये हीरा, सम्भावित चौथो चौथो भाग "परम सेमिटि-परमिट" सामग्री, अर्धवान्डुनिकल र रासायनिक गुणहरूको क्षेत्रमा बिस्तारै अनुसन्धान हटस्पट हुँदै गइरहेको छ।

हीरा को गुण

हीरा एक विशिष्ट आणविक क्रिस्टल र मजाक बन्ड क्रिस्टल हो। क्रिस्टल संरचना फिगर 1 (a) मा देखाइएको छ। यसमा मध्यम कार्बन परमाणुहरू प्रतिकूल बन्धनको रूपमा अन्य तीन कार्बन परमाणुहरू छन्। चित्र 1 (बी) एकाई कोशिका संरचना हो, जसले हीराको कमटिरी र संरचनात्मक समरूपपाथ्री प्रतिबिम्बित गर्दछ।

चित्र १ हीरा (क) क्रिस्टल संरचना; (b) इकाई कोशिका संरचना

चित्र 2 मा देखाइए अनुसार अद्वितीय भौतिक र रासायनिक गुणहरू र मेकानिक्स, बिजुली र अप्टिक्समा उत्कृष्ट गुणहरू सहित हीरा संसारको सबैभन्दा कठिन सामग्री हो: हीरामा अति-उच्च कठोरता र पहिरन प्रतिरोध छ, सामग्री र इन्डेन्टरहरू काट्नका लागि उपयुक्त छ। ।, र घर्षण उपकरणहरूमा राम्रोसँग प्रयोग गरिन्छ; (2) हीरासँग सब भन्दा उच्च थर्मल संकुचित (2200w / (M · k) सिलिकन (SIC), 1 sex समय भन्दा ठूलो छ, 1 43 पटक भन्दा ठूलो gallium arsenide (GAS), र to देखि times पटक तामा र चाँदीको तुलनामा, र उच्च पावर उपकरणहरूमा प्रयोग गरिन्छ। यसले कम थर्मयल विस्तार गुणांक (0.8 × 10-61-11-1-1-11-1-11-1-11-1-11 .51.51.51^-६K^-१) र उच्च लोचदार मोडेलस। यो राम्रो संभावना संग एक उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनिक प्याकेजिंग सामग्री हो। 

प्वाल गतिशीलता 45 4500 सेन्टीमिटर छ^-१सन्दुर्फर्श^-१, र इलेक्ट्रोन गतिशीलता 3800 cm2·V छ^-१सन्दुर्फर्श^-१, जसले यसलाई उच्च-गति स्विच गर्ने उपकरणहरूमा लागू हुन्छ; ब्रेकडाउन फिल्ड बल 13MV/सेमी हो, जुन उच्च-भोल्टेज उपकरणहरूमा लागू गर्न सकिन्छ; योग्यताको बालिगा फिगर 24664 को रूपमा उच्च छ, जुन अन्य सामग्रीहरू भन्दा धेरै उच्च छ (जति ठूलो मूल्य, स्विचिङ उपकरणहरूमा प्रयोगको लागि ठूलो सम्भावना)। 

Polycrystalline हीरा पनि एक सजावटी प्रभाव छ। डायमण्ड कोटिंगमा फ्ल्याश इफेक्ट मात्र छैन तर विभिन्न रंगहरू पनि छन्। यो उच्च-अन्त घडीहरू, विलासिताका सामानहरूको लागि सजावटी कोटिंग्स, र सीधा फेसन उत्पादनको रूपमा प्रयोग गरिन्छ। हीराको बल र कठोरता कोर्निङ ग्लासको 6 गुणा र 10 गुणा हुन्छ, त्यसैले यो मोबाइल फोनको डिस्प्ले र क्यामेरा लेन्समा पनि प्रयोग गरिन्छ।

डायम र अन्य अर्धन्डोन्डुनिक सामग्रीको आंकडा 2 गुणहरू

हीरा को तयारी

हीरा वृद्धि मुख्यतया HTHP विधि (उच्च तापक्रम र उच्च दबाव विधि) र मा विभाजित छCVD विधि (रासायनिक भाप निक्षेप विधि)। CVD विधि हीरा अर्धविचारीले अनुकूल प्रतिरोध प्रतिरोध, ठूलो रेडियो फ्रिक्वेन्सी, र उच्च तापमान प्रतिरोध, र उच्च तापमान प्रतिरोध, र उच्च तापमान प्रतिरोध को रूप मा, ठूलो रेडियो फ्रिक्शन, कम तापमान प्रतिरोध, ठूलो रेडियो फ्रिप, र उच्च तापमान प्रतिरोधको कारण हीरा अर्धविचारीहरू अनुकूलन को लागी मुख्य प्रवाह हुन को लागी हो। दुई वृद्धि विधिहरू विभिन्न अनुप्रयोगहरूमा केन्द्रित हुन्छन्, र तिनीहरूले भविष्यमा लामो समयसम्म एक पूरक सम्बन्ध देखाउँछन्।

उच्च तापमान र उच्च दबाव विधि (HTHP) ले ग्राफ्टी कोर स्तम्भ, धातुको उत्प्रेरक पाउडर र कच्चा माल सूत्र, स्थिर प्रेस, रिंगुल प्रेस, अव्यवस्था कटौती, निरीक्षण, निरीक्षण गर्दै। र अन्य प्रक्रियाहरू। ग्र्याफइट कोर स्तम्भ कम्पोजिट ब्लक, सहायकहरू, सहायक भागहरू र अन्य छाप लगाईएको दबाव प्रसारण प्रसारण मिडिया जुन हीरा एकल क्रिस्टल सिन्टेड गर्न प्रयोग गर्न सकिन्छ। त्यस पछि, यो तताउने र दबिज्ञाबाचनाका लागि यो छतर्फी शीर्ष प्रेसमा राखिएको छ र लामो समयको लागि स्थिर राखिन्छ। क्रिस्टल विकास पूरा भएपछि, गर्मी रोकिन्छ र दबाब रिहा हुन्छ, र समुद्री यात्रा प्रसारण माध्यमले हीरा एकल क्रिस्टिक प्राप्त गर्न र क्रमबद्ध गर्दछ।

चित्र St को संरचना rate-पक्षीय शीर्ष प्रेसको रेखाचित्र

धातु उत्प्रेरकहरूको प्रयोगको कारण, औद्योगिक HTHP विधिद्वारा तयार गरिएको हीरा कणहरूमा प्रायः निश्चित अशुद्धता र दोषहरू हुन्छन्, र नाइट्रोजन थपिएको कारण, तिनीहरू सामान्यतया पहेंलो रङ हुन्छन्। टेक्नोलोजी अपग्रेड पछि, हीराको उच्च तापक्रम र उच्च दबाबको तयारीले ठूलो-कण उच्च-गुणस्तरको हीरा एकल क्रिस्टलहरू उत्पादन गर्न तापक्रम ढाँचा विधि प्रयोग गर्न सक्छ, हीरा औद्योगिक घर्षण ग्रेडलाई रत्न ग्रेडमा रूपान्तरण महसुस गर्दै।

चित्र 4 हीरा आकार विज्ञान

रासायनिक वाष्प निक्षेप (CVD) हीरा फिल्महरू संश्लेषणको लागि सबैभन्दा लोकप्रिय विधि हो। मुख्य विधिहरूमा तातो फिलामेन्ट रासायनिक वाष्प निक्षेप (HFCVD) र समावेश छमाइक्रोवेव प्लाज्मा रासायनिक वाष्प निक्षेप (MPCVD).

(1) तातो फिलामेन्ट रासायनिक वाष्प निक्षेप

एचएफसीसीडीको आधारभूत सिद्धान्त भनेको एक उच्च-तापमान धातुको तारको साथ एक उच्च-तापमान धातु तारको साथ छुट्टै सक्रिय "अन्ताल" समूहहरू उत्पन्न गर्न। उत्पन्न कार्बन परमाणुहरू सब्सट्रेट सामग्रीमा ननवोडियामान्सको रूपमा जम्मा गरिन्छ। उपकरण सञ्चालन गर्न सजिलो छ, कम वृद्धि लागत छ, र व्यापक रूपमा प्रयोग गरिएको छ, र औद्योगिक उत्पादन प्राप्त गर्न सजिलो छ। कम थर्मल विघटनको दक्षता र फिलामेन्ट र इलेक्ट्रोडबाट गम्भीर धातु एटल एटल ट्राफिकल, अन्नको सिमानामा एसटीएचआईएसईएचएक्टरस्टलनी फिल्महरू तयार पार्न प्रयोग गरिन्छ, त्यसैले यो सामान्यतया खैरो छ। ।

चित्र ((a) HFCVD उपकरण रेखाचित्र, (B) भ्याकुम कक्ष संरचना रेखाचित्र

(2) माइक्रोवा प्लाज्मा रासायनिक वाष्पी प्रबन्धन

MPCVD विधिले म्याग्नीहरू वा ठोस-राज्यको स्रोत प्रयोग गर्दछ जुन उपयुक्त आवृत्ति वा ठोस-राज्यको स्रोत प्रयोग गर्दछ, जुन प्रतिक्रिया कोठाको विशेष ज्यामितीय आयामका आधारमा सब्सट्रेट माथि उभिएका छन्। 

अत्यधिक केन्द्रित विद्युत चुम्बकीय क्षेत्रले प्रतिक्रिया ग्याँसहरू मिथेन र हाइड्रोजनलाई यहाँ तोडेर स्थिर प्लाज्मा बल बनाउँछ। इलेक्ट्रोन-धनी, आयन-धनी, र सक्रिय आणविक समूहहरू उपयुक्त तापक्रम र दबाबमा सब्सट्रेटमा न्यूक्लियट हुनेछन् र बढ्नेछन्, जसले होमोपिटेक्सियल वृद्धि बिस्तारै गराउँछ। HFCVD को तुलनामा, यसले तातो धातुको तार वाष्पीकरणको कारणले गर्दा हीरा फिल्मको प्रदूषणबाट बच्न र नानोडायमन्ड फिल्मको शुद्धता बढाउँछ। HFCVD भन्दा बढी प्रतिक्रिया ग्यासहरू प्रक्रियामा प्रयोग गर्न सकिन्छ, र जम्मा गरिएको हीरा एकल क्रिस्टलहरू प्राकृतिक हीरा भन्दा शुद्ध छन्। तसर्थ, अप्टिकल-ग्रेड डायमंड पोलिक्रिस्टलाइन विन्डोज, इलेक्ट्रोनिक-ग्रेड हीरा एकल क्रिस्टल, आदि तयार गर्न सकिन्छ।

आंकडा mpcrvd को आन्तरिक संरचना

विकास र हीरा को दुविधा

पहिलो कृत्रिम डायमन्ड सफलतापूर्वक विकसित भएको थियो, जुन 600 बर्ष भन्दा बढी वर्षसम्म, मेरो देश विश्वमा कृत्रिम हीराको सबैभन्दा ठूलो मात्राको साथ देश भएको छ, विश्वको 90 0% भन्दा बढीको लागि। यद्यपि चीनको हीरा मुख्यतया कम-अन्त्य र मध्यम-अन्त अनुप्रयोग बजारहरूमा केन्द्रित हुन्छ, जस्तै घर्षणको पीस, अस्टिहरू, ग्रेज उपचार र अन्य क्षेत्रहरू। घरेलु हीरा को विकास ठूलो तर कडा छैन, र यो उच्च-अन्त उपकरण र इलेक्ट्रॉनिक-ग्रेड सामग्री जस्तै धेरै क्षेत्रहरु मा एक हानि मा छ। 

CVD हीराको क्षेत्रमा शैक्षिक उपलब्धिहरूको सन्दर्भमा, संयुक्त राज्य अमेरिका, जापान र युरोपमा अनुसन्धान अग्रणी स्थितिमा छ, र मेरो देशमा अपेक्षाकृत थोरै मौलिक अनुसन्धानहरू छन्। "१३औं पञ्चवर्षीय योजना" को प्रमुख अनुसन्धान र विकासको सहयोगमा, घरेलु स्प्लिस्ड एपिटेक्सियल ठूला आकारको हीरा एकल क्रिस्टलले विश्वको प्रथम श्रेणीको स्थानमा फड्को मारेको छ। विषम एपिटेक्सियल एकल क्रिस्टलको सन्दर्भमा, आकार र गुणस्तरमा अझै ठूलो अन्तर छ, जुन "१४ औं पञ्चवर्षीय योजना" मा पार गर्न सकिन्छ।

ओपेटोलेक्ट्रॉनिक उपकरणहरूमा हीरामा हीरान्सको प्रयोग महसुस गर्न विश्वभरिका विश्वभरका अन्वेषकहरूले गहन, डायमलसेड म्यानसेशन र हीरालाई बहुमूल्य सामग्रीको लागि देशका अपेक्षाहरू प्रस्तुत गर्छन्। जे होस्, हीराको ब्यान्ड फाँट .4.4 ई इवी को रूप मा उच्च छ। यसको P-प्रकार सवारीतावादी बोर्सन डोपिंग द्वारा प्राप्त गर्न सकिन्छ, तर एन-प्रकार संचालन प्राप्त गर्न धेरै गाह्रो छ। विभिन्न देशका अन्वेषकहरूले एनआईटीप्रोजन, फोस्फोरस, र सल्फरलाई एकल क्रिस्टल वा पोलिसीक्लीस्टल हीरा एकल वा पोलिसीस्टल्टाल हीरामा ल्याटिसेटेन्समा कार्बन परमाणुहरूको बदल्नको रूपमा। जहाँसम्म, गहिरो दाता उर्जा स्तर स्तर वा अशुद्धताहरूको Inion कठिनाईको कारण राम्रो एन-प्रकार संकुचितता प्राप्त भएको छैन, जसले हीरा-आधारित इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरूको अनुसन्धान र प्रयोगलाई धेरै सीमित गर्दछ। 

एकै समयमा, ठूलो-क्षेत्र एकल क्रिस्टल हीरा एकल क्रिस्टल सिलिकन वेफर्स जस्ता ठूलो मात्रामा तयार गर्न गाह्रो छ, जुन हीरा-आधारित अर्धचालक यन्त्रहरूको विकासमा अर्को कठिनाई हो। माथिका दुई समस्याहरूले देखाउँछन् कि अवस्थित अर्धचालक डोपिङ र उपकरण विकास सिद्धान्तले हीरा एन-टाइप डोपिङ र यन्त्र संयोजनको समस्याहरू समाधान गर्न गाह्रो छ। यो अन्य डोपिङ विधिहरू र डोपेन्टहरू खोज्न आवश्यक छ, वा नयाँ डोपिङ र उपकरण विकास सिद्धान्तहरू पनि विकास गर्न आवश्यक छ।

अत्यधिक उच्च मूल्यहरूले पनि हीराको विकासलाई सीमित गर्दछ। सिलिकनको मूल्यसँग तुलना गर्दा, सिलिकन कार्बाइडको मूल्य सिलिकनको भन्दा ३०-४० गुणा, ग्यालियम नाइट्राइडको मूल्य सिलिकनको भन्दा ६५०-१३०० गुणा हुन्छ, र सिंथेटिक हीरा सामग्रीको मूल्य सिलिकनको भन्दा करिब १०,००० गुणा हुन्छ। धेरै उच्च मूल्यले हीराको विकास र प्रयोगलाई सीमित गर्दछ। विकासको दुविधा तोड्नको लागि लागत कसरी घटाउने भन्ने एउटा महत्त्वपूर्ण बिन्दु हो।

आउटलुक

यद्यपि हीरा अर्धविद्यरहरूले हाल विकासमा कठिनाइहरूको सामना गरिरहेका छन्, ती अझै पनि उच्च शक्ति, उच्च-फ्रि स्ट्रन्टिअल र कम-पावर हाई-शक्तिले इलेक्ट्रोनिक उपकरणहरू तयार गर्न को लागी सबैभन्दा आशाजनक सामग्री मानिन्छ। हाल, सबैभन्दा तातो सेमीन्डोरर्टरहरू सिलिकन कार्बइड द्वारा कब्जा गरिएको छ। सिलिकन कार्थ्रोइडसँग हीराको संरचना छ, तर यसको आधा परमाणुहरू कार्बन हुन्। तसर्थ, यसलाई आधा हीराको रूपमा लिन सकिन्छ। सिलिकन कार्थ्रिड सिलिकन अर्धविराम युगमा सिलिकन क्रिस्टल युगबाट एक संक्रमणकालीन उत्पादन हुनु पर्छ।

"आरोहणहरू सदाका लागि, र एक हीरा अडिसहरू सधैंभरि" सदाको लागि "दिउँसोको नाम बनाएको छ। हीरा अर्ध मन्डराकहरूको लागि, अर्को प्रकारको महिमा सिर्जना गर्न स्थायी र निरन्तर अन्वेषणको आवश्यक पर्दछ।

VETEK SEMIMonducore एक पेशेवर चिनियाँ चिनियाँ निर्माता होTantalum carberide कोटिंग, सिलिकन कार्बाइड कोटिंग, GaN उत्पादनहरू,विशेष ग्रेफाइट, सिलिकन कार्बाइड सिरेमिकरअन्य सेमीन्डोरॉक्टर सिमेन्टिक्स। उपखेका अर्धडीले अर्धवांडरक उद्योगका लागि बिभिन्न कोटिंग उत्पादनको लागि उन्नत समाधानका लागि बुचल समाधान प्रदान गर्न प्रतिवद्ध छ।

यदि तपाईंसँग कुनै प्रश्नहरू सोधपुछ वा थप विवरणहरू आवश्यक छ भने, कृपया हामीसँग सम्पर्कमा नकच्नुहोस्।

हेक / व्हाट्सएप: + 86-18022222222222222222222

ईमेल: Anny@veteksemi.com