புதிதாக வளர்ந்த ஒற்றை படிகங்கள்

ஒற்றை படிகங்கள் இயற்கையில் அரிதானவை, அவை நிகழும்போது கூட, அவை பொதுவாக மிகச் சிறியவை - பொதுவாக மில்லிமீட்டர் (மிமீ) அளவில் - மற்றும் பெறுவது கடினம். அறிக்கையிடப்பட்ட வைரங்கள், மரகதங்கள், அகேட்கள் போன்றவை பொதுவாக சந்தை புழக்கத்தில் நுழைவதில்லை, தொழில்துறை பயன்பாடுகள் ஒருபுறம் இருக்கட்டும்; பெரும்பாலானவை கண்காட்சிக்காக அருங்காட்சியகங்களில் காட்சிப்படுத்தப்படுகின்றன. இருப்பினும், சில ஒற்றை படிகங்கள் குறிப்பிடத்தக்க தொழில்துறை மதிப்பைக் கொண்டுள்ளன, அதாவது ஒருங்கிணைந்த சுற்றுத் துறையில் ஒற்றை-படிக சிலிக்கான், ஆப்டிகல் லென்ஸ்களில் பொதுவாகப் பயன்படுத்தப்படும் சபையர் மற்றும் மூன்றாம் தலைமுறை குறைக்கடத்திகளில் வேகத்தைப் பெற்று வரும் சிலிக்கான் கார்பைடு. இந்த ஒற்றை படிகங்களை தொழில்துறை ரீதியாக பெருமளவில் உற்பத்தி செய்யும் திறன் தொழில்துறை மற்றும் அறிவியல் தொழில்நுட்பத்தில் வலிமையைக் குறிப்பது மட்டுமல்லாமல் செல்வத்தின் அடையாளமாகவும் உள்ளது. தொழில்துறையில் ஒற்றை படிக உற்பத்திக்கான முதன்மைத் தேவை பெரிய அளவு, ஏனெனில் இது செலவுகளை மிகவும் திறம்படக் குறைப்பதற்கு முக்கியமாகும். சந்தையில் பொதுவாகக் காணப்படும் சில ஒற்றை படிகங்கள் கீழே உள்ளன:

1. சபையர் ஒற்றைப் படிகம்
சபையர் ஒற்றை படிகம் என்பது α-Al₂O₃ ஐக் குறிக்கிறது, இது அறுகோண படிக அமைப்பு, 9 மோஸ் கடினத்தன்மை மற்றும் நிலையான இரசாயன பண்புகளைக் கொண்டுள்ளது. இது அமில அல்லது கார அரிக்கும் திரவங்களில் கரையாதது, அதிக வெப்பநிலையை எதிர்க்கும், மேலும் சிறந்த ஒளி பரிமாற்றம், வெப்ப கடத்துத்திறன் மற்றும் மின் காப்பு ஆகியவற்றை வெளிப்படுத்துகிறது.

படிகத்தில் உள்ள Al அயனிகள் Ti மற்றும் Fe அயனிகளால் மாற்றப்பட்டால், படிகம் நீல நிறத்தில் தோன்றும், அது சபையர் என்று அழைக்கப்படுகிறது. Cr அயனிகளால் மாற்றப்பட்டால், அது சிவப்பு நிறத்தில் தோன்றும், அது ரூபி என்று அழைக்கப்படுகிறது. இருப்பினும், தொழில்துறை சபையர் தூய α-Al₂O₃, நிறமற்றது மற்றும் வெளிப்படையானது, அசுத்தங்கள் இல்லாமல் உள்ளது.

தொழில்துறை சபையர் பொதுவாக 400–700 μm தடிமன் மற்றும் 4–8 அங்குல விட்டம் கொண்ட செதில்களின் வடிவத்தை எடுக்கும். இவை செதில்கள் என்று அழைக்கப்படுகின்றன, மேலும் அவை படிக இங்காட்களிலிருந்து வெட்டப்படுகின்றன. கீழே காட்டப்பட்டுள்ளது ஒரு படிக உலையிலிருந்து புதிதாக இழுக்கப்பட்ட இங்காட், இன்னும் மெருகூட்டப்படவில்லை அல்லது வெட்டப்படவில்லை.

2018 ஆம் ஆண்டில், இன்னர் மங்கோலியாவில் உள்ள ஜிங்குய் எலக்ட்ரானிக் நிறுவனம் உலகின் மிகப்பெரிய 450 கிலோ எடையுள்ள அல்ட்ரா-லார்ஜ் சைஸ் சபையர் படிகத்தை வெற்றிகரமாக வளர்த்தது. உலகளவில் இதற்கு முன்பு மிகப்பெரிய சபையர் படிகம் ரஷ்யாவில் தயாரிக்கப்பட்ட 350 கிலோ எடையுள்ள படிகமாகும். படத்தில் காணப்படுவது போல், இந்த படிகம் வழக்கமான வடிவத்தைக் கொண்டுள்ளது, முழுமையாக வெளிப்படையானது, விரிசல்கள் மற்றும் தானிய எல்லைகள் இல்லாதது மற்றும் சில குமிழ்களைக் கொண்டுள்ளது.

2. ஒற்றை-படிக சிலிக்கான்
தற்போது, ​​ஒருங்கிணைந்த சுற்று சில்லுகளுக்குப் பயன்படுத்தப்படும் ஒற்றை-படிக சிலிக்கான் 99.99999999% முதல் 99.9999999999% (9–11 ஒன்பதுகள்) வரை தூய்மையைக் கொண்டுள்ளது, மேலும் 420 கிலோ சிலிக்கான் இங்காட் வைரம் போன்ற சரியான அமைப்பைப் பராமரிக்க வேண்டும். இயற்கையில், ஒரு காரட் (200 மி.கி) வைரம் கூட ஒப்பீட்டளவில் அரிதானது.

ஒற்றை-படிக சிலிக்கான் இங்காட்களின் உலகளாவிய உற்பத்தியில் ஐந்து முக்கிய நிறுவனங்கள் ஆதிக்கம் செலுத்துகின்றன: ஜப்பானின் ஷின்-எட்சு (28.0%), ஜப்பானின் SUMCO (21.9%), தைவானின் குளோபல்வேஃபர்ஸ் (15.1%), தென் கொரியாவின் SK சில்ட்ரான் (11.6%), மற்றும் ஜெர்மனியின் சில்ட்ரானிக் (11.3%). சீனாவின் பிரதான நிலப்பரப்பில் மிகப்பெரிய குறைக்கடத்தி வேஃபர் உற்பத்தியாளரான NSIG கூட சந்தைப் பங்கில் சுமார் 2.3% மட்டுமே கொண்டுள்ளது. இருப்பினும், ஒரு புதிய நிறுவனமாக, அதன் திறனை குறைத்து மதிப்பிடக்கூடாது. 2024 ஆம் ஆண்டில், ஒருங்கிணைந்த சுற்றுகளுக்கான 300 மிமீ சிலிக்கான் வேஃபர் உற்பத்தியை மேம்படுத்தும் திட்டத்தில் முதலீடு செய்ய NSIG திட்டமிட்டுள்ளது, மொத்த முதலீடு ¥13.2 பில்லியன் என மதிப்பிடப்பட்டுள்ளது.

சில்லுகளுக்கான மூலப்பொருளாக, உயர்-தூய்மை ஒற்றை-படிக சிலிக்கான் இங்காட்கள் 6-இன்ச் முதல் 12-இன்ச் விட்டம் வரை உருவாகி வருகின்றன. TSMC மற்றும் GlobalFoundries போன்ற முன்னணி சர்வதேச சிப் ஃபவுண்டரிகள், 12-இன்ச் சிலிக்கான் வேஃபர்களில் இருந்து சில்லுகளை சந்தையின் முக்கிய நீரோட்டத்தில் தயாரிக்கின்றன, அதே நேரத்தில் 8-இன்ச் வேஃபர்கள் படிப்படியாக அகற்றப்படுகின்றன. உள்நாட்டுத் தலைவர் SMIC இன்னும் முதன்மையாக 6-இன்ச் வேஃபர்களைப் பயன்படுத்துகிறது. தற்போது, ​​ஜப்பானின் SUMCO மட்டுமே உயர்-தூய்மை 12-இன்ச் வேஃபர் அடி மூலக்கூறுகளை உருவாக்க முடியும்.

3. காலியம் ஆர்சனைடு
காலியம் ஆர்சனைடு (GaAs) செதில்கள் ஒரு முக்கியமான குறைக்கடத்திப் பொருளாகும், மேலும் அவற்றின் அளவு தயாரிப்பு செயல்பாட்டில் ஒரு முக்கியமான அளவுருவாகும்.

தற்போது, ​​GaAs செதில்கள் பொதுவாக 2 அங்குலம், 3 அங்குலம், 4 அங்குலம், 6 அங்குலம், 8 அங்குலம் மற்றும் 12 அங்குல அளவுகளில் தயாரிக்கப்படுகின்றன. இவற்றில், 6-அங்குல செதில்கள் மிகவும் பரவலாகப் பயன்படுத்தப்படும் விவரக்குறிப்புகளில் ஒன்றாகும்.

கிடைமட்ட பிரிட்ஜ்மேன் (HB) முறையால் வளர்க்கப்படும் ஒற்றைப் படிகங்களின் அதிகபட்ச விட்டம் பொதுவாக 3 அங்குலங்கள் ஆகும், அதே நேரத்தில் திரவ-இணைக்கப்பட்ட சோக்ரால்ஸ்கி (LEC) முறை 12 அங்குல விட்டம் வரை ஒற்றைப் படிகங்களை உருவாக்க முடியும். இருப்பினும், LEC வளர்ச்சிக்கு அதிக உபகரணச் செலவுகள் தேவைப்படுகின்றன மற்றும் சீரான தன்மை இல்லாத மற்றும் அதிக இடப்பெயர்ச்சி அடர்த்தி கொண்ட படிகங்களை உருவாக்குகின்றன. செங்குத்து சாய்வு உறைதல் (VGF) மற்றும் செங்குத்து பிரிட்ஜ்மேன் (VB) முறைகள் தற்போது 8 அங்குல விட்டம் வரை ஒற்றைப் படிகங்களை உருவாக்க முடியும், ஒப்பீட்டளவில் சீரான அமைப்பு மற்றும் குறைந்த இடப்பெயர்ச்சி அடர்த்தியுடன்.

4-இன்ச் மற்றும் 6-இன்ச் அரை-இன்சுலேடிங் GaAs மெருகூட்டப்பட்ட வேஃபர்களுக்கான உற்பத்தி தொழில்நுட்பம் முதன்மையாக மூன்று நிறுவனங்களால் தேர்ச்சி பெற்றது: ஜப்பானின் சுமிடோமோ எலக்ட்ரிக் இண்டஸ்ட்ரீஸ், ஜெர்மனியின் ஃப்ரீபெர்கர் காம்பவுண்ட் மெட்டீரியல்ஸ் மற்றும் அமெரிக்காவின் AXT. 2015 வாக்கில், 6-இன்ச் அடி மூலக்கூறுகள் ஏற்கனவே சந்தைப் பங்கில் 90% க்கும் அதிகமாக இருந்தன.

2019 ஆம் ஆண்டில், உலகளாவிய GaAs அடி மூலக்கூறு சந்தையில் ஃப்ரீபெர்கர், சுமிட்டோமோ மற்றும் பெய்ஜிங் டோங்மெய் ஆகியோர் முறையே 28%, 21% மற்றும் 13% சந்தைப் பங்குகளுடன் ஆதிக்கம் செலுத்தினர். ஆலோசனை நிறுவனமான யோலின் மதிப்பீடுகளின்படி, GaAs அடி மூலக்கூறுகளின் உலகளாவிய விற்பனை (2-அங்குல சமமானதாக மாற்றப்பட்டது) 2019 இல் தோராயமாக 20 மில்லியன் துண்டுகளை எட்டியது மற்றும் 2025 ஆம் ஆண்டில் 35 மில்லியன் துண்டுகளை தாண்டும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது. உலகளாவிய GaAs அடி மூலக்கூறு சந்தை 2019 இல் சுமார் $200 மில்லியனாக மதிப்பிடப்பட்டது மற்றும் 2025 ஆம் ஆண்டில் $348 மில்லியனை எட்டும் என்று எதிர்பார்க்கப்படுகிறது, 2019 முதல் 2025 வரை 9.67% கூட்டு ஆண்டு வளர்ச்சி விகிதம் (CAGR).

4. சிலிக்கான் கார்பைடு ஒற்றை படிகம்
தற்போது, ​​சந்தை 2-இன்ச் மற்றும் 3-இன்ச் விட்டம் கொண்ட சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC) ஒற்றைப் படிகங்களின் வளர்ச்சியை முழுமையாக ஆதரிக்க முடியும். பல நிறுவனங்கள் 4-இன்ச் 4H-வகை SiC ஒற்றைப் படிகங்களின் வெற்றிகரமான வளர்ச்சியைப் பதிவு செய்துள்ளன, இது SiC படிக வளர்ச்சி தொழில்நுட்பத்தில் சீனாவின் உலகத் தரம் வாய்ந்த நிலைகளை அடைவதைக் குறிக்கிறது. இருப்பினும், வணிகமயமாக்கலுக்கு முன் இன்னும் குறிப்பிடத்தக்க இடைவெளி உள்ளது.

பொதுவாக, திரவ-கட்ட முறைகளால் வளர்க்கப்படும் SiC இங்காட்கள் ஒப்பீட்டளவில் சிறியவை, சென்டிமீட்டர் மட்டத்தில் தடிமன் கொண்டவை. SiC வேஃபர்களின் அதிக விலைக்கு இதுவும் ஒரு காரணமாகும்.

XKH, சபையர், சிலிக்கான் கார்பைடு (SiC), சிலிக்கான் வேஃபர்கள் மற்றும் மட்பாண்டங்கள் உள்ளிட்ட மைய குறைக்கடத்திப் பொருட்களின் ஆராய்ச்சி மற்றும் மேம்பாடு மற்றும் தனிப்பயனாக்கப்பட்ட செயலாக்கத்தில் நிபுணத்துவம் பெற்றது, இது படிக வளர்ச்சியிலிருந்து துல்லியமான இயந்திரமயமாக்கல் வரை முழு மதிப்புச் சங்கிலியையும் உள்ளடக்கியது. ஒருங்கிணைந்த தொழில்துறை திறன்களைப் பயன்படுத்தி, லேசர் அமைப்புகள், குறைக்கடத்தி உற்பத்தி மற்றும் புதுப்பிக்கத்தக்க எரிசக்தி பயன்பாடுகளில் தீவிர சுற்றுச்சூழல் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்ய தனிப்பயன் வெட்டுதல், மேற்பரப்பு பூச்சு மற்றும் சிக்கலான வடிவியல் உற்பத்தி போன்ற வடிவமைக்கப்பட்ட தீர்வுகளால் ஆதரிக்கப்படும் உயர் செயல்திறன் கொண்ட சபையர் வேஃபர்கள், சிலிக்கான் கார்பைடு அடி மூலக்கூறுகள் மற்றும் அதி-உயர்-தூய்மை சிலிக்கான் வேஃபர்களை நாங்கள் வழங்குகிறோம்.

தரத் தரங்களைப் பின்பற்றி, எங்கள் தயாரிப்புகள் மைக்ரான்-நிலை துல்லியம், >1500°C வெப்ப நிலைத்தன்மை மற்றும் சிறந்த அரிப்பு எதிர்ப்பு ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளன, இது கடுமையான இயக்க நிலைமைகளில் நம்பகத்தன்மையை உறுதி செய்கிறது. கூடுதலாக, நாங்கள் குவார்ட்ஸ் அடி மூலக்கூறுகள், உலோகம்/உலோகம் அல்லாத பொருட்கள் மற்றும் பிற குறைக்கடத்தி-தர கூறுகளை வழங்குகிறோம், இது தொழில்கள் முழுவதும் வாடிக்கையாளர்களுக்கு முன்மாதிரியிலிருந்து வெகுஜன உற்பத்திக்கு தடையற்ற மாற்றங்களை செயல்படுத்துகிறது.