Diamond - Star Semikonductor mbesuk

Kanthi pangembangan ilmu lan teknologi kanthi cepet lan permandaran global sing tuwuh kanggo piranti semikonduktor kanthi dhuwur lan dhuwur, bahan-bahan submrtrate, minangka link teknis utama, minangka link teknis utama ing ranté industri semikonduktor, dadi penting banget. Antarane, berlian, minangka materi utama semikonduktor "sing penting, mboko sithik dadi hotspot riset lan favorit pasar anyar ing bidang bahan submikonduktor amarga sifat fisik lan kimia sing apik banget.

Properties saka berlian

Intan minangka kristal atom khas lan kristal ikatan kovalen. Struktur kristal ditampilake ing Gambar 1 (a). Iku kasusun saka atom karbon tengah diikat karo telung atom karbon liyane ing wangun ikatan kovalen. Gambar 1(b) yaiku struktur sel unit, sing nggambarake periodisitas mikroskopis lan simetri struktur intan.

Gambar 1 Diamond (a) struktur kristal; (b) struktur sel unit

Diamond minangka bahan sing paling angel ing donya, kanthi sifat fisik lan kimia sing unik, lan sifat sing apik banget ing mekanika, listrik lan optik, kaya sing ditampilake ing Gambar 2: Diamond nduweni kekerasan ultra-dhuwur lan tahan nyandhang, cocok kanggo bahan pemotong lan indentor, lsp ., lan uga digunakake ing alat abrasive; (2) Diamond duwe konduktivitas termal paling dhuwur (2200W / (m · k)) Antarane bahan alami sing dikenal, yaiku kaping 4 luwih gedhe tinimbang silikon karbida (sI) luwih gedhe tinimbang Gallium arsenides (Gaas), lan 4 nganti 5 kaping luwih gedhe tinimbang tembaga lan salaka, lan digunakake ing piranti sing dhuwur. Wis cukup sifat kayata koefisien ekspansi termal (0,8 × 10-6-1.5 × 10^-6K^-1) lan modulus elastis sing dhuwur. Minangka bahan kemasan elektronik sing apik banget karo prospek sing apik. 

Mobilitas bolongan yaiku 4500 cm2·V^-1· S^-1, lan mobilitas elektron yaiku 3800 cm2 · v^-1· S^-1, sing nggawe ditrapake kanggo piranti saklar sing apik; Kekuwatan kolom breakdown yaiku 13MV / cm, sing bisa ditrapake kanggo piranti dhuwur-voltase; Tokoh baliga sing paling dhuwur 24664, sing luwih dhuwur tinimbang bahan liyane (sing luwih gedhe, luwih gedhe, luwih gedhe potensial kanggo digunakake ing piranti saklar). 

Diamond polycrystalline uga duwe pengaruh hiasan. Lapisan inten ora mung duwe efek lampu kilat nanging uga duwe macem-macem warna. Iki digunakake ing pabrik jam tangan dhuwur, lapisan dekorasi kanggo barang mewah, lan langsung minangka produk fashion. Kekuwatan lan kekerasan inten kaping 6 lan kaping 10 sing digunakake saka gelas corning, saengga uga digunakake ing layar lan lensa kamera.

Gambar 2 Properties saka berlian lan bahan semikonduktor liyane

Preparation saka mirah

wutah Diamond utamané dipérang dadi cara HTHP (suhu dhuwur lan cara meksa dhuwur) lanCara CVD (Cara Depepensi Bahan Kimia)Waca rangkeng-. Cara CVD wis dadi cara utama kanggo nyiapake substrat semikonduktor amarga duwe bathi kayata tahan tekanan tinggi, frekuensi radio gedhe, lan resistensi suhu sing murah, lan resistensi suhu sing murah. Cara pertumbuhan loro sing fokus ing macem-macem aplikasi, lan bakal nuduhake hubungan pelengkap kanggo wektu sing suwe.

Cara dhuwur lan metek tekanan tinggi (HTHP) yaiku nggawe kolom inti grafit kanthi nyampur bubuk grafit, bubuk logam lan aditif ing proporsi sing ditemtokake dening formula bahan mentah, pengurangan statis, pemeriksaan lan proses liyane. Kolom inti grafit banjur dipasang nganggo blok komposit, bagean bantu lan media transmisi tekanan liyane sing ditutup liyane kanggo nggawe sintesis kristal tunggal berlian. Sawise iku, diselehake ing pucuk ndhuwur enem sisih kanggo pemanasan lan teksaisasi lan tetep tetep suwe. Sawise pertumbuhan kristal wis rampung, panas wis mandheg lan tekanan dirilis, lan medium transmisi tekanan sing disegel bisa entuk kolom sintetik, sing banjur diresiki lan diurutake kanggo entuk kristal tunggal berlian.

Gambar 3 struktur diagram persagi saka penet ndhuwur enem sisih ndhuwur

Amarga panggunaan katalis logam, partikel berlian sing disiapake metode industri asring ngemot reged lan cacat, lan amarga tambahan nitrogen, biasane duwe hue kuning. Sawise upgrade teknologi, suhu dhuwur lan persiapan tekanan berlian sing dhuwur bisa nggunakake metode graden suhu kanggo ngasilake kristal berlian berlian kanthi kualitas tinggi, nyadari transformasi bahan berlian bahan permata.

Gambar 4 Morfologi Diamond

Depepensi uap kimia (CVD) minangka cara sing paling populer kanggo sintesis film Diamond. Cara utama kalebu pemendangan uap kimia filamen panas (HFCVD) landeposisi uap kimia plasma gelombang mikro (MPCVD).

(1) Deposisi bau kimia filamen panas

Prinsip dhasar HFCVD yaiku tabrakan gas reaksi karo kabel logam suhu dhuwur ing ruang vakum kanggo ngasilake macem-macem kelompok "ora diisi" sing aktif banget. Atom karbon sing diasilake disimpen ing materi substrat kanggo mbentuk nanodiamonds. Peralatan kasebut gampang dioperasikake, duwe biaya wutah sing murah, akeh digunakake, lan gampang entuk produksi industri. Amarga efisiensi bosok termal sing kurang lan kontaminasi atom logam sing serius saka filamen lan elektroda, HFCVD biasane mung digunakake kanggo nyiapake film berlian polycrystalline sing ngemot akeh impurities karbon fase sp2 ing wates gandum, saengga umume abu-abu-ireng. .

Gambar 5 (a) diagram peralatan hfcvd, (b) diagram struktur ruangan vakum

(2) Endapan uap kimia plasma gelombang mikro

Cara MPCVD nggunakake magnetron utawa sumber ngalangi-negara kanggo generate gelombang mikro saka frekuensi tartamtu, kang dipakani menyang kamar reaksi liwat waveguide, lan mbentuk gelombang ngadeg stabil ndhuwur landasan miturut dimensi geometris khusus saka kamar reaksi. 

Medan elektromagnetik sing fokus banget ngrusak reaksi gas metana lan hidrogen ing kene kanggo mbentuk bal plasma sing stabil. Gugus atom sing sugih elektron, sugih ion, lan aktif bakal nukleasi lan tuwuh ing substrat ing suhu lan tekanan sing cocog, nyebabake wutah homoepitaxial alon. Dibandhingake karo HFCVD, ngindhari kontaminasi film berlian sing disebabake dening penguapan kawat logam panas lan nambah kemurnian film nanodiamond. Gas reaksi luwih akeh bisa digunakake ing proses kasebut tinimbang HFCVD, lan kristal tunggal berlian sing disimpen luwih murni tinimbang berlian alami. Mulane, jendhela polycrystalline berlian optis, kristal tunggal berlian kelas elektronik, lan liya-liyane bisa disiapake.

Gambar 6 Struktur internal MPCVD

Pangembangan lan dilema berlian

Wiwit berlian buatan pisanan dikembangake kanthi sukses ing taun 1963, sawise luwih saka 60 taun pangembangan, negaraku dadi negara kanthi output berlian buatan ing saindenging jagad, akuntansi luwih saka 90% jagad. Nanging, berlian China biasane musatake ing pasar aplikasi murah lan medium, kayata penggilingan abrasive, optik, perawatan limbah lan lapangan liyane. Perkembangan inten domestik gedhe nanging ora kuwat, lan ora ana kekurangan ing pirang-pirang lapangan kayata peralatan dhuwur lan bahan-bahan kelas. 

Ing babagan prestasi akademik ing bidang berlian CVD, riset ing Amerika Serikat, Jepang lan Eropa ing posisi utama ing negaraku. Kanthi dhukungan saka riset utama lan pangembangan "Rencana" 13th taun ", epitexial semprotan semprotan tunggal kristal tunggal berlian gedhe-gedhe kristal tunggal berlian gedhe banget ing posisi kelas pertama. Ing babagan kristal tunggal epitous, isih ana longkangan gedhe kanthi ukuran lan kualitas, sing bisa uga ngluwihi ing "Rencana 14 taun 14".

Peneliti saka kabeh ndonya wis nganakake riset jero babagan wutah, doping, lan perakitan piranti berlian supaya bisa mujudake aplikasi berlian ing piranti optoelektronik lan nyukupi pangarepan wong kanggo berlian minangka bahan multifungsi. Nanging, celah pita berlian dhuwure 5,4 eV. Konduktivitas tipe-p bisa digayuh kanthi doping boron, nanging angel banget kanggo entuk konduktivitas tipe-n. Peneliti saka macem-macem negara wis doped impurities kayata nitrogen, fosfor, lan belerang menyang kristal tunggal utawa berlian polycrystalline ing wangun ngganti atom karbon ing kisi. Nanging, amarga tingkat energi donor jero utawa kangelan ing ionisasi saka impurities, apik konduktivitas n-jinis durung dijupuk, kang banget mbatesi riset lan aplikasi saka piranti elektronik adhedhasar mirah. 

Ing wektu sing padha, inten kristal siji area gedhe angel nyiyapake kanthi jumlah gedhe kaya wafer silikon kristal tunggal, sing dadi kesulitan liyane ing pangembangan piranti semikonduktor berbasis berlian. Kalih masalah ing ndhuwur nuduhake yen doping semikonduktor lan teori pangembangan piranti sing ana angel kanggo ngatasi masalah doping n-jinis lan perakitan piranti. Perlu golek cara doping lan dopan liyane, utawa malah ngembangake prinsip doping lan pangembangan piranti anyar.

Rega sing dhuwur banget uga mbatesi pangembangan berlian. Dibandhingake karo rega silikon, rega silikon karbida 30-40 kaping silikon, rega gallium nitride 650-1300 kaping silikon, lan rega bahan berlian sintetik kira-kira 10.000 kali silikon. Rega sing dhuwur banget mbatesi pangembangan lan aplikasi berlian. Cara nyuda biaya minangka titik terobosan kanggo ngilangi dilema pembangunan.

Outlook

Sanajan semikonduktor Diamond saiki ngadhepi kesulitan, isih dianggep minangka bahan sing paling janjeni kanggo nyiapake generasi, frekuensi sabanjure, frekuensi dhuwur lan dhuwur kanthi piranti elektronik sing dhuwur lan murah. Saiki, semikonduktor paling panas dikuwasani dening silikon karbida. Karbida silikon duwe struktur berlian, nanging setengah saka atom kasebut yaiku karbon. Mula, bisa dianggep minangka setengah berlian. Karbida silikon kudu dadi produk transisi saka Era Crystal Silicon menyang jaman semikonduktor berlian.

Ukara "berlian ana ing salawas-lawase, lan siji berlian tahan selawase" wis nggawe jeneng bir sing misuwur ing dina iki. Kanggo semikonduktor berlian, nggawe jinis kamulyan liyane bisa uga mbutuhake eksplorasi permanen lan terus-terusan.

Vetek Semiconduktor minangka pabrikan Cina profesional sakaTantalum Carbide Coating, Lapisan karbida silikonProduk GaN,Grafit khusus, Keramik Silicon Carbide KablanKeramik Semikonduktor liyane. VeTek Semiconductor setya nyedhiyakake solusi canggih kanggo macem-macem produk Coating kanggo industri semikonduktor.

Yen sampeyan duwe pitakon utawa butuh rincian tambahan, aja ragu-ragu hubungi kita.

Mob / samsung: + 86-180 6922 0752

Email: Anny@veteksemi.com