ကျွန်ုပ်တို့သိကြသည့်အတိုင်း တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းနယ်ပယ်တွင်၊ တစ်ခုတည်းသော crystal silicon (Si) သည် ကမ္ဘာပေါ်တွင် အသုံးအများဆုံးနှင့် ထုထည်အကြီးဆုံး တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအခြေခံပစ္စည်းဖြစ်သည်။ လက်ရှိတွင် တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းထုတ်ကုန်များ၏ 90% ကျော်သည် ဆီလီကွန်အခြေခံပစ္စည်းများကို အသုံးပြု၍ ထုတ်လုပ်လျက်ရှိသည်။ ခေတ်မီစွမ်းအင်နယ်ပယ်ရှိ ပါဝါနှင့်ဗို့အားမြင့်ကိရိယာများ တိုးမြင့်လာမှုနှင့်အတူ၊ bandgap width၊ breakdown electric field strength၊ electron saturation rate နှင့် thermal conductivity ကဲ့သို့သော semiconductor ပစ္စည်းများ၏ အဓိက ကန့်သတ်ဘောင်များအတွက် ပိုမိုတင်းကြပ်သော လိုအပ်ချက်များကို ရှေ့တန်းတင်ခဲ့သည်။ ဤအခြေအနေအောက်တွင်ကျယ်ပြန့် bandgap တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်းအားဖြင့်ကိုယ်စားပြုသည်။ဆီလီကွန်ကာဗိုက်(SiC) သည် ပါဝါသိပ်သည်းဆမြင့်မားသော အပလီကေးရှင်းများ၏ ချစ်စရာအဖြစ် ပေါ်ပေါက်လာခဲ့သည်။
ဒြပ်ပေါင်း semiconductor အဖြစ်၊ဆီလီကွန်ကာဗိုက်သဘာဝတွင် အလွန်ရှားပါးပြီး သတ္တုဓာတ် moissanite ပုံစံဖြင့် ပေါ်လာသည်။ လက်ရှိတွင် ကမ္ဘာပေါ်တွင် ရောင်းချနေသော ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အားလုံးနီးပါးကို အတုဖြင့် ပေါင်းစပ်ထားပါသည်။ Silicon carbide သည် မြင့်မားသော မာကျောမှု၊ မြင့်မားသော အပူစီးကူးမှု၊ ကောင်းမွန်သော အပူတည်ငြိမ်မှုနှင့် အရေးပါသော ပြိုကွဲမှု မြင့်မားသော လျှပ်စစ်စက်ကွင်းများ၏ အားသာချက်များရှိသည်။ ၎င်းသည် ဗို့အားမြင့်နှင့် ပါဝါမြင့် semiconductor စက်ပစ္စည်းများကို ပြုလုပ်ရန်အတွက် စံပြပစ္စည်းတစ်ခုဖြစ်သည်။
ဒီတော့ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ပါဝါ တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးကိရိယာတွေကို ဘယ်လိုထုတ်လုပ်တာလဲ။
ဆီလီကွန်ကာဗိုက် စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်သည့်လုပ်ငန်းစဉ်နှင့် ရိုးရာဆီလီကွန်အခြေခံထုတ်လုပ်သည့်လုပ်ငန်းစဉ်အကြား ကွာခြားချက်မှာ အဘယ်နည်း။ ဤပြဿနာမှစတင်၍ “အကြောင်း အရာများဆီလီကွန်ကာဗိုက် ကိရိယာထုတ်လုပ်ခြင်း” သည် လျှို့ဝှက်ချက်များကို တစ်ခုပြီးတစ်ခု ထုတ်ဖော်ပြသမည်ဖြစ်သည်။
I
ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ကိရိယာ ထုတ်လုပ်မှု စီးဆင်းမှု လုပ်ငန်းစဉ်
ဆီလီကွန်ကာဗိုက် စက်ပစ္စည်းများ၏ ထုတ်လုပ်မှု လုပ်ငန်းစဉ်သည် ယေဘုယျအားဖြင့် ဓါတ်ပုံရိုက်ခြင်း၊ သန့်ရှင်းရေး၊ ဓာတုဗေဒနည်း၊ ခြစ်ထုတ်ခြင်း၊ ဖလင်ဖွဲ့စည်းခြင်း၊ ပါးလွှာခြင်းနှင့် အခြားသော လုပ်ငန်းစဉ်များ အပါအဝင် ဆီလီကွန်အခြေခံ စက်ပစ္စည်းများနှင့် ဆင်တူသည်။ ပါဝါစက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်သူအများအပြားသည် ဆီလီကွန်အခြေခံကုန်ထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်အပေါ်အခြေခံ၍ ၎င်းတို့၏ထုတ်လုပ်မှုလိုင်းများကို အဆင့်မြှင့်တင်ခြင်းဖြင့် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်စက်ပစ္စည်းများ၏ ထုတ်လုပ်မှုလိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းပေးနိုင်ပါသည်။ သို့သော်၊ ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ပစ္စည်းများ၏ အထူးဂုဏ်သတ္တိများသည် ၎င်း၏စက်ပစ္စည်းထုတ်လုပ်ခြင်းတွင် အချို့သောလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်အား မြင့်မားသောလျှပ်စီးကြောင်းနှင့် မြင့်မားသောလျှပ်စီးကြောင်းများကို ခံနိုင်ရည်ရှိစေရန်အတွက် အထူးဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်မှုအတွက် သီးခြားစက်ပစ္စည်းများအပေါ်တွင် မှီခိုရန်လိုအပ်ကြောင်း ဆုံးဖြတ်သည်။
II
ဆီလီကွန်ကာဗိုက် အထူးလုပ်ငန်းစဉ် မော်ဂျူးများအကြောင်း မိတ်ဆက်
ဆီလီကွန်ကာဗိုက် အထူး လုပ်ငန်းစဉ် မော်ဂျူးများသည် အဓိကအားဖြင့် ဆေးထိုးဆေးများ၊ တံခါးဖွဲ့စည်းပုံ၊ ပုံသဏ္ဍာန် ထွင်းဖောက်ခြင်း၊ သတ္တုထုတ်ခြင်း နှင့် ပါးလွှာခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်များကို အဓိကအားဖြင့် အကျုံးဝင်ပါသည်။
(၁) ဆေးထိုးဆေး- ဆီလီကွန်ကာဗိုက်တွင် မြင့်မားသောကာဗွန်-ဆီလီကွန်နှောင်ကြိုးစွမ်းအင်ကြောင့်၊ အညစ်အကြေးအက်တမ်များသည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်တွင် ပျံ့နှံ့ရန်ခက်ခဲသည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ကိရိယာများကို ပြင်ဆင်သည့်အခါ၊ မြင့်မားသော အပူချိန်တွင် အိုင်းယွန်းထည့်သွင်းခြင်းဖြင့်သာ PN လမ်းဆုံများကို သောက်သုံးနိုင်သည်။
Doping ကို အများအားဖြင့် ဘိုရွန် နှင့် ဖော့စဖရပ် ကဲ့သို့သော အညစ်အကြေး အိုင်းယွန်းများဖြင့် ပြုလုပ်ကြပြီး မူးယစ်ဆေးဝါး၏ အတိမ်အနက်သည် အများအားဖြင့် 0.1μm~3μm ဖြစ်သည်။ စွမ်းအင်မြင့်မားသော အိုင်းယွန်းထည့်သွင်းခြင်းသည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ပစ္စည်း၏ ရာဇမတ်ကွက်ဖွဲ့စည်းပုံကို ဖျက်ဆီးပစ်မည်ဖြစ်သည်။ အိုင်းယွန်း စိုက်သွင်းခြင်းကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော ရာဇမတ်ကွက်ပျက်စီးမှုကို ပြုပြင်ရန်နှင့် မျက်နှာပြင် ကြမ်းတမ်းမှုအပေါ် လိမ်းကျံခြင်း၏ အကျိုးသက်ရောက်မှုကို ထိန်းချုပ်ရန်အတွက် အပူချိန်မြင့်မားစွာ လိမ်းခြယ်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ အဓိက လုပ်ငန်းစဉ်များမှာ အပူချိန်မြင့်သော အိုင်းယွန်း စိုက်ခြင်းနှင့် အပူချိန်မြင့်ခြင်း တို့ဖြစ်သည်။
ပုံ 1 အိုင်းယွန်း စိုက်ခြင်း၏ ဇယားကွက်နှင့် အပူချိန်မြင့်သော လိမ်းဆေးအကျိုးသက်ရောက်မှုများ
(2) ဂိတ်ဖွဲ့စည်းပုံဖွဲ့စည်းပုံ- SiC/SiO2 ကြားခံအရည်အသွေးသည် MOSFET ၏ချန်နယ်ရွှေ့ပြောင်းခြင်းနှင့် ဂိတ်ယုံကြည်စိတ်ချရမှုအပေါ် ကြီးမားသောသြဇာသက်ရောက်မှုရှိပါသည်။ အရည်အသွေးမြင့် SiC/SiO2 အင်တာဖေ့စ်၏ စွမ်းဆောင်ရည်လိုအပ်ချက်များနှင့် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်လိုအပ်ချက်များနှင့် ကိုက်ညီရန် အထူးအက်တမ်များ (ဥပမာ နိုက်ထရိုဂျင်အက်တမ်များ) ဖြင့် SiC/SiO2 အင်တာဖေ့စ်ရှိ dangling bonds များကို လျော်ကြေးပေးရန် သီးခြား gate oxide နှင့်oxidation annealing လုပ်ငန်းစဉ်များကို ဖွံ့ဖြိုးတိုးတက်ရန် လိုအပ်ပါသည်။ စက်ပစ္စည်းများကို ရွှေ့ပြောင်းခြင်း။ အဓိက လုပ်ငန်းစဉ်များမှာ အပူချိန်မြင့်သော တံခါးအောက်ဆိုဒ် ဓာတ်တိုးခြင်း၊ LPCVD နှင့် PECVD တို့ဖြစ်သည်။
ပုံ 2 သည် သာမန် အောက်ဆိုဒ်ဖလင် အစစ်ခံခြင်းနှင့် အပူချိန်မြင့်သော ဓာတ်တိုးခြင်း၏ ဇယားကွက်
(၃) ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန် ထွင်းထုခြင်း- ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ပစ္စည်းများသည် ဓာတုဗေဒအရည်ပျော်ပစ္စည်းများတွင် မသန်စွမ်းဖြစ်ပြီး တိကျသော ရုပ်ပုံသဏ္ဍာန်ကို ခြောက်သွေ့သော ခြစ်ခြင်းနည်းလမ်းများဖြင့်သာ ဆောင်ရွက်နိုင်သည်၊ မျက်နှာဖုံးပစ္စည်းများ၊ Mask etching ရွေးချယ်မှု၊ ဓာတ်ငွေ့ရောနှောမှု၊ ဘေးနံရံထိန်းချုပ်မှု၊ etching နှုန်း၊ ဘေးနံရံကြမ်းတမ်းခြင်းစသည်ဖြင့် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်ပစ္စည်းများ၏ ဝိသေသလက္ခဏာများနှင့်အညီ တီထွင်ရန်လိုအပ်ပါသည်။ အဓိက လုပ်ငန်းစဉ်များမှာ ပါးလွှာသော ဖလင်စုဆောင်းခြင်း၊ ဓါတ်ပုံလွှာရိုက်ခြင်း၊ ဒိုက်ထရစ်ဖလင် ချေးချွတ်ခြင်းနှင့် ခြောက်သွေ့သော ခြစ်ခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်များဖြစ်သည်။
ပုံ 3 ဆီလီကွန်ကာဗိုက် etching လုပ်ငန်းစဉ်၏ ဇယားကွက်
(4) Metallization- ကိရိယာ၏ အရင်းအမြစ်လျှပ်ကူးပစ္စည်းသည် ဆီလီကွန်ကာဗိုက်နှင့် ခုခံမှုနည်းသော ohmic အဆက်အသွယ်ကောင်းတစ်ခုအဖြစ် ဖန်တီးရန် သတ္တုလိုအပ်သည်။ ၎င်းသည် သတ္တုအပ်နှံခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်ကို ထိန်းညှိရန်နှင့် သတ္တု-တစ်ပိုင်းလျှပ်ကူးပစ္စည်း အဆက်အသွယ်၏ မျက်နှာပြင်အနေအထားကို ထိန်းချုပ်ရန် လိုအပ်ရုံသာမက Schottky အတားအဆီး အမြင့်ကို လျှော့ချရန်နှင့် သတ္တု-ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ohmic အဆက်အသွယ်ရရှိရန် အပူချိန်မြင့်တင်ရန် လိုအပ်သည်။ အဓိက လုပ်ငန်းစဉ်များမှာ သတ္တု Magnetron sputtering၊ အီလက်ထရွန် အလင်းတန်းများ ရေငွေ့ပျံခြင်း နှင့် လျင်မြန်သော အပူအအေးခံခြင်း တို့ဖြစ်သည်။
ပုံ 4 Magnetron sputtering နိယာမနှင့် သတ္တုဓာတ်အကျိုးသက်ရောက်မှု၏ ဇယားကွက်
(5) ပါးလွှာခြင်း လုပ်ငန်းစဉ်- ဆီလီကွန်ကာဗိုက် ပစ္စည်းသည် မြင့်မားသော မာကျောမှု၊ ကြွပ်ဆတ်မှု မြင့်မားပြီး ကျိုးကြေလွယ်မှု လက္ခဏာများ ရှိသည်။ ၎င်း၏ကြိတ်ခွဲခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်သည် ဆပ်ပြာမျက်နှာပြင်နှင့် မျက်နှာပြင်အောက်ပိုင်းကို ပျက်စီးစေသည့် ပစ္စည်း၏ ကြွပ်ဆတ်ကွဲအက်မှုကို ဖြစ်စေပါသည်။ ဆီလီကွန်ကာဗိုက် စက်ပစ္စည်းများ၏ ထုတ်လုပ်မှုလိုအပ်ချက်များကို ဖြည့်ဆည်းရန် ကြိတ်ခွဲခြင်းလုပ်ငန်းစဉ်အသစ်များ တီထွင်ရန်လိုအပ်ပါသည်။ ပင်မလုပ်ငန်းစဉ်များသည် ကြိတ်ခွဲခြင်း၊ ဖလင်ကပ်ခြင်း နှင့် အခွံခွာခြင်း စသည်တို့ဖြစ်သည်။
ပုံ 5 wafer ကြိတ်ခြင်း/ပါးလွှာခြင်းဆိုင်ရာ ဇယားကွက်
တင်ချိန်- အောက်တိုဘာ ၂၂-၂၀၂၄