Sealladh farsaing air dòighean fàis sileacon monocrystalline

Sealladh farsaing air dòighean fàis sileacon monocrystalline

1. Eachdraidh Leasachadh Silicon Monocrystalline

Tha adhartas teicneòlais agus an t-iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson toraidhean snasail àrd-èifeachdais air prìomh àite gnìomhachas nan cuairtean amalaichte (IC) ann an leasachadh nàiseanta a dhaingneachadh tuilleadh. Mar chlach-oisinn gnìomhachas nan IC, tha silicon monocrystalline leth-chonnsachaidh a’ cluich pàirt riatanach ann a bhith a’ brosnachadh ùr-ghnàthachadh teicneòlach agus fàs eaconamach.

A rèir dàta bho Chomann Eadar-nàiseanta Gnìomhachas nan Leth-sheoladairean, ràinig margaidh cruinneil nan uaifearan leth-sheoltairean figear reic de $12.6 billean, le luchdan a’ fàs gu 14.2 billean òirleach ceàrnagach. A bharrachd air an sin, tha an t-iarrtas airson uaifearan silicon a’ sìor dhol am meud.

Ach, tha gnìomhachas nan uaifearan silicon cruinneil gu math dùmhail, leis na còig prìomh sholaraichean a’ cumail smachd air còrr is 85% den chuibhreann den mhargaidh, mar a chithear gu h-ìosal:

• Shin-Etsu Chemical (An t-Seapan)

• SUMCO (An t-Seapan)

• Wafers Cruinneil

• Siltronic (A' Ghearmailt)

• SK Siltron (Coirea a Deas)

Tha an oligopoly seo ag adhbhrachadh gu bheil Sìona an urra gu mòr air uibhrichean silicon monocrystalline a chaidh a thoirt a-steach, agus tha seo air a bhith mar aon de na prìomh bhacaidhean a tha a’ cuingealachadh leasachadh gnìomhachas chuairtean amalaichte na dùthcha.

Gus faighinn thairis air na dùbhlain a th’ ann an-dràsta ann an roinn saothrachaidh monocrystal silicon leth-chonnsachaidh, tha tasgadh a dhèanamh ann an rannsachadh is leasachadh agus neartachadh comasan cinneasachaidh dachaigheil na roghainn do-sheachanta.

2. Sealladh farsaing air stuth silicon monocrystalline

’S e silicon monocrystalline bunait gnìomhachas nan cuairtean amalaichte. Gu ruige seo, tha còrr is 90% de sgoltagan IC agus innealan dealanach air an dèanamh le silicon monocrystalline mar am prìomh stuth. Faodar an t-iarrtas farsaing airson silicon monocrystalline agus na diofar chleachdaidhean gnìomhachais aige a chur às leth grunn nithean:

1. Sàbhailteachd agus Càirdeil don ÀrainneachdTha silicon pailt ann an rùsg na Talmhainn, chan eil e puinnseanta, agus càirdeil don àrainneachd.

2. Insaladh DealainTha feartan insulation dealain aig silicon gu nàdarrach, agus nuair a thèid a làimhseachadh le teas, bidh e a’ cruthachadh sreath dìona de shilicon dà-ogsaid, a chuireas casg èifeachdach air call cosgais dealain.

3. Teicneòlas Fàs AibidhTha eachdraidh fhada leasachadh teicneòlach ann am pròiseasan fàis silicon air a dhèanamh tòrr nas sofaistigichte na stuthan leth-chonnsachaidh eile.

Còmhla, tha na factaran seo a’ cumail silicon monocrystalline aig fìor thoiseach a’ ghnìomhachais, ga dhèanamh do-sheachanta le stuthan eile.

A thaobh structar criostail, 's e stuth a th' ann an silicon monocrystalline air a dhèanamh bho dadaman silicon air an rèiteachadh ann an lattice peireadach, a' cruthachadh structar leantainneach. 'S e seo bunait gnìomhachas saothrachaidh sliseagan.

Tha an diagram a leanas a’ mìneachadh a’ phròiseis iomlan airson silicon monocrystalline ullachadh:

Sealladh farsaing air a’ phròiseas:
Tha silicon monocrystalline air a thoirt a-mach à mèinn silicon tro shreath de cheumannan grinneachaidh. An toiseach, gheibhear silicon polycrystalline, a thèid an uairsin fhàs gu bhith na ingot silicon monocrystalline ann an àmhainn fàis criostail. Às deidh sin, thèid a ghearradh, a lìomhadh, agus a phròiseasadh gu bhith na wafers silicon a tha freagarrach airson saothrachadh sliseagan.

Mar as trice, bidh wafers silicon air an roinn ann an dà roinn:ìre-fòtòlachagusìre leth-chonnsachaidhTha an dà sheòrsa seo eadar-dhealaichte sa mhòr-chuid anns an structar, purrachd agus càileachd uachdar.

• Uibheagan ìre leth-sheoltaichetha purrachd air leth àrd aca suas ri 99.999999999%, agus tha e riatanach gu teann gum bi iad monocrystalline.

• Uibheagan ìre-fòto-bholtaigeachchan eil iad cho fìor-ghlan, le ìrean purrachd eadar 99.99% agus 99.9999%, agus chan eil riatanasan cho teann aca airson càileachd criostail.

A bharrachd air sin, feumaidh uaifearan ìre leth-chonnsachaidh rèidheachd is glanachd uachdar nas àirde na uaifearan ìre photovoltaic. Tha na h-inbhean nas àirde airson uaifearan leth-chonnsachaidh ag àrdachadh an dà chuid iom-fhillteachd an ullachaidh agus an luach às dèidh sin ann an tagraidhean.

Tha an clàr a leanas a’ mìneachadh mean-fhàs chomharrachaidhean uaifearan leth-chonnsachaidh, a tha air a dhol suas bho na h-uafairean tràtha 4-òirleach (100mm) agus 6-òirleach (150mm) gu na h-uafairean gnàthach 8-òirleach (200mm) agus 12-òirleach (300mm).

Ann an ullachadh monocriostail silicon, bidh meud an uaifle ag atharrachadh a rèir an seòrsa tagraidh agus factaran cosgais. Mar eisimpleir, bidh sliseagan cuimhne gu tric a’ cleachdadh uaiflean 12-òirleach, agus bidh innealan cumhachd gu tric a’ cleachdadh uaiflean 8-òirleach.

Ann an geàrr-chunntas, tha mean-fhàs meud na h-uaifearan mar thoradh air Lagh Moore agus factaran eaconamach. Leigidh meud na h-uaifearan nas motha le fàs raon silicon nas fheumaile fo na h-aon chumhachan giullachd, a’ lughdachadh chosgaisean cinneasachaidh agus aig an aon àm a’ lughdachadh sgudal bho oirean na h-uaifearan.

Mar stuth deatamach ann an leasachadh teicneòlach an latha an-diugh, bidh wafers silicon leth-chonnsachaidh, tro phròiseasan mionaideach leithid fotolithografaidh agus implantachadh ian, a’ comasachadh cinneasachadh diofar innealan dealanach, nam measg rectifiers àrd-chumhachd, transistors, transistors dà-phòlach, agus innealan suidse. Tha pàirt chudromach aig na h-innealan sin ann an raointean leithid inntleachd fuadain, conaltradh 5G, eileagtronaig chàraichean, an t-Eadar-lìon Rudan, agus aerospace, a’ cruthachadh clach-oisinn leasachadh eaconamach nàiseanta agus ùr-ghnàthachadh teicneòlach.

3. Teicneòlas Fàs Silicon Monocrystalline

AnModh Czochralski (CZ)'S e pròiseas èifeachdach a th' ann airson stuth monocrystalline àrd-inbhe a tharraing bhon leaghadh. Air a mholadh le Jan Czochralski ann an 1917, canar an dòigh seo cuideachdTarraing Chriostaildòigh.

An-dràsta, tha an dòigh CZ air a chleachdadh gu farsaing ann an ullachadh diofar stuthan leth-chonnsachaidh. A rèir staitistig neo-iomlan, tha mu 98% de cho-phàirtean dealanach air an dèanamh à silicon monocrystalline, le 85% de na co-phàirtean sin air an dèanamh a’ cleachdadh an dòigh CZ.

Tha an dòigh CZ air a moladh air sgàth càileachd criostail sàr-mhath, meud a ghabhas smachdachadh, ìre fàis luath, agus èifeachdas cinneasachaidh àrd. Tha na feartan seo a’ dèanamh silicon monocrystalline CZ mar an stuth as fheàrr airson coinneachadh ris an iarrtas àrd-inbhe, mòr-sgèile ann an gnìomhachas an eileagtronaig.

Seo mar a tha prionnsabal fàis silicon monocrystalline CZ:

Feumaidh am pròiseas CZ teòthachd àrd, falamh, agus àrainneachd dhùinte. Is e am prìomh uidheamachd airson a’ phròiseis seo anàmhainn fàs criostail, a tha a’ dèanamh na suidheachaidhean sin nas fhasa.

Tha an diagram a leanas a’ sealltainn structar àmhainn fàis criostail.

Anns a’ phròiseas CZ, thèid silicon fìor-ghlan a chur ann an soitheach-teasachaidh, a leaghadh, agus thèid criostal sìl a chur a-steach don t-silicon leaghte. Le bhith a’ cumail smachd mionaideach air paramadairean leithid teòthachd, ìre tarraing, agus astar rothlaidh a’ shoithich-teasachaidh, bidh dadaman no moileciuilean aig eadar-aghaidh criostal an t-sìl agus an t-silicon leaghte ag ath-eagrachadh gu leantainneach, a’ cruadhachadh mar a bhios an siostam a’ fuarachadh agus mu dheireadh a’ cruthachadh criostal singilte.

Bidh an dòigh fàis criostail seo a’ toirt a-mach silicon monocrystalline àrd-inbhe, le trast-thomhas mòr agus treòrachadh criostail sònraichte.

Tha grunn cheumannan cudromach anns a’ phròiseas fàis, nam measg:

1. Sgaoileadh agus LuchdadhA’ toirt air falbh a’ chriostail agus a’ glanadh an àmhainn agus na pàirtean gu mionaideach bho thruailleadh leithid cuartz, grafait, no neo-chunbhalachdan eile.

2. Falamh agus LeaghadhTha an siostam air a fhalamhachadh gu falamh, agus an uair sin tha gas argon air a chur a-steach agus an luchd silicon air a theasachadh.

3. Tarraing ChriostailTha criostal an t-sìl air a leigeil sìos dhan t-silicon leaghte, agus tha teòthachd an eadar-aghaidh air a smachdachadh gu faiceallach gus dèanamh cinnteach à criostalachadh ceart.

4. Smachd air Gualainn agus Trast-thomhasMar a bhios an criostal a’ fàs, thèid sùil gheur a chumail air a thrast-thomhas agus atharrachadh gus dèanamh cinnteach à fàs cunbhalach.

5. Deireadh Fàs agus Dùnadh FùirneisCho luath ‘s a ruigear am meud criostail a tha thu ag iarraidh, thèid an àmhainn a dhùnadh, agus thèid an criostal a thoirt air falbh.

Tha na ceumannan mionaideach sa phròiseas seo a’ dèanamh cinnteach gun tèid criostalan monocriostail àrd-inbhe, gun lochdan, a chruthachadh a tha freagarrach airson saothrachadh leth-chonnsachaidh.

4. Dùbhlain ann an Riochdachadh Silicon Monocrystalline

Is e aon de na prìomh dhùbhlain ann a bhith a’ dèanamh monocriostalan leth-chonnsachaidh le trast-thomhas mòr a bhith a’ faighinn thairis air na cnapan-starra teicnigeach rè a’ phròiseas fàis, gu sònraichte ann a bhith a’ ro-innse agus a’ cumail smachd air lochdan criostail:

1. Càileachd Monocrystal Neo-chunbhalach agus Toradh ÌosalMar a bhios meud nan criostalan silicon a’ meudachadh, bidh an àrainneachd fàis a’ meudachadh ann an iom-fhillteachd, ga dhèanamh duilich smachd a chumail air factaran leithid na raointean teirmeach, sruthach agus magnetach. Tha seo a’ dèanamh an obair a thaobh càileachd cunbhalach agus toradh nas àirde a choileanadh nas iom-fhillte.

2. Pròiseas Smachd Neo-sheasmhachTha am pròiseas fàis airson monocriostalan silicon leth-chonnsachaidh gu math iom-fhillte, le iomadh raon fiosaigeach ag eadar-obrachadh, a’ dèanamh cruinneas smachd neo-sheasmhach agus a’ leantainn gu toradh ìosal. Tha ro-innleachdan smachd gnàthach ag amas sa mhòr-chuid air tomhasan macrascopach a’ chriostail, agus tha càileachd fhathast air atharrachadh a rèir eòlas làimhe, ga dhèanamh duilich coinneachadh ri riatanasan saothrachaidh meanbh is nano ann an sgoltagan IC.

Gus dèiligeadh ris na dùbhlain sin, tha feum èiginneach air leasachadh dhòighean sgrùdaidh is ro-innse fìor-ùine air-loidhne airson càileachd criostail, còmhla ri leasachaidhean ann an siostaman smachd gus dèanamh cinnteach à cinneasachadh seasmhach, àrd-inbhe de chriostalan mòra aon-chriostail airson an cleachdadh ann an cuairtean amalaichte.