الصين رقاقة المصنعين والموردين والمصنع
ما هي رقاقة أشباه الموصلات؟
رقاقة أشباه الموصلات عبارة عن شريحة رفيعة مستديرة من مادة أشباه الموصلات تعمل كأساس لتصنيع الدوائر المتكاملة (ICs) والأجهزة الإلكترونية الأخرى. توفر الرقاقة سطحًا مسطحًا وموحدًا يتم بناء المكونات الإلكترونية المختلفة عليه.
تتضمن عملية تصنيع الرقاقة عدة خطوات، بما في ذلك زراعة بلورة واحدة كبيرة من مادة أشباه الموصلات المرغوبة، وتقطيع البلورة إلى رقائق رقيقة باستخدام منشار الماس، ثم تلميع الرقائق وتنظيفها لإزالة أي عيوب أو شوائب سطحية. تتمتع الرقائق الناتجة بسطح مستو وناعم للغاية، وهو أمر بالغ الأهمية لعمليات التصنيع اللاحقة.
بمجرد إعداد الرقائق، فإنها تخضع لسلسلة من عمليات تصنيع أشباه الموصلات، مثل الطباعة الحجرية الضوئية، والحفر، والترسيب، والتطعيم، لإنشاء الأنماط والطبقات المعقدة اللازمة لبناء المكونات الإلكترونية. يتم تكرار هذه العمليات عدة مرات على رقاقة واحدة لإنشاء دوائر متكاملة متعددة أو أجهزة أخرى.
بعد اكتمال عملية التصنيع، يتم فصل الرقائق الفردية عن طريق تقطيع الرقاقة على طول خطوط محددة مسبقًا. يتم بعد ذلك تعبئة الرقائق المنفصلة لحمايتها وتوفير توصيلات كهربائية لدمجها في الأجهزة الإلكترونية.
مواد مختلفة على الرقاقة
تُصنع رقائق أشباه الموصلات في المقام الأول من السيليكون أحادي البلورة نظرًا لوفرة هذه المادة، وخصائصها الكهربائية الممتازة، وتوافقها مع عمليات تصنيع أشباه الموصلات القياسية. ومع ذلك، اعتمادًا على التطبيقات والمتطلبات المحددة، يمكن أيضًا استخدام مواد أخرى لصنع الرقائق. فيما يلي بعض الأمثلة:
كربيد السيليكون (SiC) عبارة عن مادة شبه موصلة واسعة النطاق توفر خصائص فيزيائية فائقة مقارنة بالمواد التقليدية. فهو يساعد على تقليل حجم ووزن الأجهزة المنفصلة والوحدات وحتى الأنظمة بأكملها، مع تحسين الكفاءة.
الخصائص الرئيسية للكربيد:
- -فجوة الحزمة واسعة:تبلغ فجوة نطاق السيليكون حوالي ثلاثة أضعاف فجوة السيليكون، مما يسمح له بالعمل في درجات حرارة أعلى تصل إلى 400 درجة مئوية.
- -مجال الانهيار الحرج العالي:يمكن لـ SiC أن يتحمل ما يصل إلى عشرة أضعاف المجال الكهربائي للسيليكون، مما يجعله مثاليًا للأجهزة ذات الجهد العالي.
- - الموصلية الحرارية العالية:يعمل SiC على تبديد الحرارة بكفاءة، مما يساعد الأجهزة في الحفاظ على درجات حرارة التشغيل المثالية وإطالة عمرها الافتراضي.
- -سرعة انجراف الإلكترون العالية التشبع:مع مضاعفة سرعة الانجراف للسيليكون، يتيح SiC ترددات تحويل أعلى، مما يساعد في تصغير الجهاز.
التطبيقات:
-
-إلكترونيات الطاقة:تتفوق أجهزة الطاقة المصنوعة من كربيد السيليكون في البيئات ذات الجهد العالي والتيار العالي ودرجة الحرارة العالية والتردد العالي، مما يعزز بشكل كبير كفاءة تحويل الطاقة. يتم استخدامها على نطاق واسع في السيارات الكهربائية ومحطات الشحن والأنظمة الكهروضوئية والنقل بالسكك الحديدية والشبكات الذكية.
-
-اتصالات الميكروويف:تعتبر أجهزة GaN RF القائمة على SiC ضرورية للبنية التحتية للاتصالات اللاسلكية، خاصة بالنسبة لمحطات 5G الأساسية. تجمع هذه الأجهزة بين التوصيل الحراري الممتاز لـ SiC وخرج التردد اللاسلكي عالي الطاقة لـ GaN، مما يجعلها الخيار المفضل لشبكات الاتصالات عالية التردد من الجيل التالي.
نيتريد الغاليوم (GaN)هي مادة شبه موصلة ذات فجوة نطاق واسعة من الجيل الثالث مع فجوة نطاق كبيرة، وموصلية حرارية عالية، وسرعة انجراف عالية للتشبع الإلكتروني، وخصائص مجال انهيار ممتازة. تتمتع أجهزة GaN بآفاق تطبيق واسعة في المجالات عالية التردد والسرعة والطاقة العالية مثل الإضاءة الموفرة للطاقة LED وشاشات عرض الليزر والمركبات الكهربائية والشبكات الذكية واتصالات 5G.
زرنيخيد الغاليوم (GaAs)هي مادة شبه موصلة معروفة بترددها العالي، وحركتها الإلكترونية العالية، وإنتاجها العالي للطاقة، وانخفاض مستوى الضجيج فيها، وخطيتها الجيدة. ويستخدم على نطاق واسع في صناعات الإلكترونيات الضوئية والالكترونيات الدقيقة. في الإلكترونيات الضوئية، تُستخدم ركائز GaAs لتصنيع LED (الثنائيات الباعثة للضوء)، LD (ثنائيات الليزر)، والأجهزة الكهروضوئية. في الإلكترونيات الدقيقة، يتم استخدامها في إنتاج MESFETs (ترانزستورات تأثير المجال لأشباه الموصلات المعدنية)، وHEMTs (ترانزستورات حركة الإلكترون العالية)، وHBTs (الترانزستورات ثنائية القطب غير المتجانسة)، وICs (الدوائر المتكاملة)، وثنائيات الميكروويف، وأجهزة تأثير هول.
فوسفيد الإنديوم (InP)هو أحد أشباه الموصلات المركبة III-V المهمة، والمعروف بحركته الإلكترونية العالية، ومقاومته الممتازة للإشعاع، وفجوة نطاقه الواسعة. ويستخدم على نطاق واسع في صناعات الإلكترونيات الضوئية والالكترونيات الدقيقة.