12-ইঞ্চি সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটের প্রয়োগের সম্ভাবনা

12-ইঞ্চির উপাদানের বৈশিষ্ট্য এবং প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তাগুলি কী কী৷সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটস?

A. সিলিকন কার্বাইডের মৌলিক ভৌত ও রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য

সিলিকন কার্বাইডের সবচেয়ে বিশিষ্ট বৈশিষ্ট্যগুলির মধ্যে একটি হল এর প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ প্রস্থ, 4H-SiC এর জন্য প্রায় 3.26 eV বা 6H-SiC এর জন্য 3.02 eV, সিলিকনের 1.1 eV থেকে উল্লেখযোগ্যভাবে বেশি৷ এই প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপটি SiC কে অত্যন্ত উচ্চ বৈদ্যুতিক ক্ষেত্রের শক্তির অধীনে কাজ করতে এবং তাপীয় ভাঙ্গন বা ভাঙ্গন ছাড়াই উল্লেখযোগ্য তাপ সহ্য করতে দেয়, এটি উচ্চ-ভোল্টেজ, উচ্চ-তাপমাত্রার পরিবেশে ইলেকট্রনিক ডিভাইসগুলির জন্য পছন্দের উপাদান করে তোলে।

হাই ব্রেকডাউন ইলেকট্রিক ফিল্ড: SiC এর উচ্চ ব্রেকডাউন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র (সিলিকনের প্রায় 10 গুণ) এটিকে উচ্চ ভোল্টেজের অধীনে স্থিরভাবে কাজ করতে সক্ষম করে, উচ্চ শক্তির ঘনত্ব এবং পাওয়ার ইলেকট্রনিক সিস্টেমে দক্ষতা অর্জন করে, বিশেষ করে বৈদ্যুতিক যান, পাওয়ার কনভার্টার এবং শিল্পে। পাওয়ার সাপ্লাই

উচ্চ-তাপমাত্রা প্রতিরোধ: SiC-এর উচ্চ তাপ পরিবাহিতা এবং উচ্চ তাপমাত্রা (600°C বা উচ্চতর পর্যন্ত) সহ্য করার ক্ষমতা এটিকে চরম পরিবেশে, বিশেষ করে স্বয়ংচালিত এবং মহাকাশ শিল্পে কাজ করার জন্য প্রয়োজনীয় ডিভাইসগুলির জন্য একটি আদর্শ পছন্দ করে তোলে।

উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পারফরম্যান্স: যদিও SiC-এর ইলেক্ট্রন গতিশীলতা সিলিকনের চেয়ে কম, তবুও এটি উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশন সমর্থন করার জন্য যথেষ্ট। অতএব, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ক্ষেত্রে যেমন বেতার যোগাযোগ, রাডার এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পাওয়ার এম্প্লিফায়ারগুলিতে SiC একটি গুরুত্বপূর্ণ ভূমিকা পালন করে।

বিকিরণ প্রতিরোধ: SiC-এর শক্তিশালী বিকিরণ প্রতিরোধ ক্ষমতা বিশেষ করে স্পেস ডিভাইস এবং পারমাণবিক শক্তি ইলেকট্রনিক্সে স্পষ্ট, যেখানে এটি বস্তুগত কার্যক্ষমতার উল্লেখযোগ্য অবনতি ছাড়াই বাহ্যিক বিকিরণ থেকে হস্তক্ষেপ সহ্য করতে পারে।

B. 12-ইঞ্চি সাবস্ট্রেটের মূল প্রযুক্তিগত নির্দেশক

12-ইঞ্চি (300 মিমি) সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটের সুবিধাগুলি শুধুমাত্র আকারের বৃদ্ধিতেই প্রতিফলিত হয় না বরং তাদের ব্যাপক প্রযুক্তিগত প্রয়োজনীয়তার মধ্যেও প্রতিফলিত হয়, যা সরাসরি উত্পাদন অসুবিধা এবং চূড়ান্ত ডিভাইসগুলির কার্যকারিতা নির্ধারণ করে।

ক্রিস্টাল স্ট্রাকচার: SiC এর প্রধানত দুটি সাধারণ স্ফটিক কাঠামো রয়েছে-4H-SiC এবং 6H-SiC। 4H-SiC, উচ্চতর ইলেক্ট্রন গতিশীলতা এবং চমৎকার তাপ পরিবাহিতা সহ, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-শক্তি প্রয়োগের জন্য আরও উপযুক্ত, যখন 6H-SiC এর একটি উচ্চ ত্রুটির ঘনত্ব এবং দুর্বল ইলেকট্রনিক কর্মক্ষমতা রয়েছে, সাধারণত কম শক্তি, কম-ফ্রিকোয়েন্সি অ্যাপ্লিকেশনের জন্য ব্যবহৃত হয়। 12-ইঞ্চি সাবস্ট্রেটের জন্য, উপযুক্ত স্ফটিক কাঠামো নির্বাচন করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ। 4H-SiC, কম স্ফটিক ত্রুটি সহ, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি, উচ্চ-শক্তি প্রয়োগের জন্য আরও উপযুক্ত।

সাবস্ট্রেট সারফেস কোয়ালিটি: সাবস্ট্রেটের সারফেস কোয়ালিটি ডিভাইসের পারফরম্যান্সের উপর সরাসরি প্রভাব ফেলে। পৃষ্ঠের মসৃণতা, রুক্ষতা এবং ত্রুটির ঘনত্ব সবই কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা দরকার। একটি রুক্ষ পৃষ্ঠ শুধুমাত্র ডিভাইসের স্ফটিকের গুণমানকে প্রভাবিত করে না তবে প্রাথমিক ডিভাইসের ব্যর্থতাও হতে পারে। তাই, কেমিক্যাল মেকানিক্যাল পলিশিং (CMP) এর মতো প্রযুক্তির মাধ্যমে সাবস্ট্রেটের পৃষ্ঠের মসৃণতা উন্নত করা অত্যন্ত গুরুত্বপূর্ণ।

বেধ এবং অভিন্নতা নিয়ন্ত্রণ: 12-ইঞ্চি সাবস্ট্রেটের বর্ধিত আকারের অর্থ হল বেধের অভিন্নতা এবং স্ফটিক গুণমানের জন্য উচ্চতর প্রয়োজনীয়তা। অসামঞ্জস্যপূর্ণ বেধ ডিভাইসের কার্যকারিতা এবং নির্ভরযোগ্যতাকে প্রভাবিত করে অসম তাপীয় চাপ সৃষ্টি করতে পারে। উচ্চ-মানের 12-ইঞ্চি সাবস্ট্রেটগুলি নিশ্চিত করতে, সুনির্দিষ্ট বৃদ্ধি এবং পরবর্তী কাটিয়া এবং পলিশিং প্রক্রিয়াগুলি অবশ্যই বেধের সামঞ্জস্যের গ্যারান্টি দিতে হবে।

C. 12-ইঞ্চি সাবস্ট্রেটের আকার এবং উৎপাদন সুবিধা

সেমিকন্ডাক্টর শিল্প বড় সাবস্ট্রেটের দিকে অগ্রসর হওয়ার সাথে সাথে 12-ইঞ্চি সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটগুলি উত্পাদন দক্ষতা এবং খরচ-কার্যকারিতার ক্ষেত্রে উল্লেখযোগ্য সুবিধা দেয়। ঐতিহ্যগত তুলনায়6-ইঞ্চি এবং 8-ইঞ্চি সাবস্ট্রেট, 12-ইঞ্চি সাবস্ট্রেটগুলি আরও চিপ কাট প্রদান করতে পারে, প্রতি উত্পাদন চলাকালীন উত্পাদিত চিপের সংখ্যা ব্যাপকভাবে বৃদ্ধি করে, যার ফলে ইউনিট চিপ খরচ উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পায়। উপরন্তু, 12-ইঞ্চি সাবস্ট্রেটের বড় আকার ইন্টিগ্রেটেড সার্কিটগুলির দক্ষ উত্পাদনের জন্য একটি ভাল প্ল্যাটফর্ম প্রদান করে, পুনরাবৃত্তিমূলক উত্পাদন পদক্ষেপগুলি হ্রাস করে এবং সামগ্রিক উত্পাদন দক্ষতা উন্নত করে।

কিভাবে 12-ইঞ্চি সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেট তৈরি করা হয়?

উঃ ক্রিস্টাল গ্রোথ টেকনিক

পরমানন্দ পদ্ধতি (PVT):

পরমানন্দ পদ্ধতি (শারীরিক বাষ্প পরিবহন, PVT) হল সর্বাধিক ব্যবহৃত সিলিকন কার্বাইড স্ফটিক বৃদ্ধির কৌশলগুলির মধ্যে একটি, বিশেষ করে বড় আকারের সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেট উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত। এই প্রক্রিয়ায়, সিলিকন কার্বাইডের কাঁচামাল উচ্চ তাপমাত্রায় উৎকৃষ্ট হয়, এবং বায়বীয় কার্বন এবং সিলিকন গরম স্তরে পুনরায় একত্রিত হয়ে স্ফটিকে পরিণত হয়। পরমানন্দ পদ্ধতির সুবিধার মধ্যে রয়েছে উচ্চ উপাদানের বিশুদ্ধতা এবং ভাল ক্রিস্টাল গুণমান, উচ্চ-চাহিদা উৎপাদনের জন্য উপযুক্ত12-ইঞ্চি সাবস্ট্রেট. যাইহোক, এই পদ্ধতিটি কিছু চ্যালেঞ্জেরও মুখোমুখি হয়, যেমন ধীর বৃদ্ধির হার এবং তাপমাত্রা এবং বায়ুমণ্ডলের কঠোর নিয়ন্ত্রণের জন্য উচ্চ প্রয়োজনীয়তা।

সিভিডি পদ্ধতি (রাসায়নিক বাষ্প জমা):

CVD প্রক্রিয়ায়, বায়বীয় অগ্রদূত (যেমন SiCl₄ এবং C₆H₆) পচে যায় এবং উচ্চ তাপমাত্রায় একটি ফিল্ম তৈরি করতে সাবস্ট্রেটে জমা হয়। PVT-এর তুলনায়, CVD পদ্ধতিটি আরও অভিন্ন ফিল্ম বৃদ্ধি প্রদান করতে পারে এবং পাতলা ফিল্ম সামগ্রী এবং পৃষ্ঠের কার্যকারিতা জমা করার জন্য উপযুক্ত। যদিও সিভিডি পদ্ধতিতে বেধ নিয়ন্ত্রণে কিছু অসুবিধা রয়েছে, তবুও এটি ক্রিস্টালের গুণমান এবং সাবস্ট্রেট অভিন্নতা উন্নত করতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

B. সাবস্ট্রেট কাটিং এবং পলিশিং কৌশল

ক্রিস্টাল কাটিং:

বড় আকারের স্ফটিক থেকে 12 ইঞ্চি সাবস্ট্রেট কাটা একটি জটিল কৌশল। ক্রিস্টাল কাটার প্রক্রিয়ার জন্য যান্ত্রিক চাপের সুনির্দিষ্ট নিয়ন্ত্রণ প্রয়োজন যাতে সাবস্ট্রেটটি কাটার সময় ক্র্যাক বা মাইক্রোক্র্যাক তৈরি না হয়। কাটিং নির্ভুলতা উন্নত করতে, লেজার কাটিয়া প্রযুক্তি প্রায়শই ব্যবহার করা হয়, বা কাটার গুণমান উন্নত করতে অতিস্বনক এবং উচ্চ-নির্ভুলতা যান্ত্রিক সরঞ্জামগুলির সাথে মিলিত হয়।

পলিশিং এবং সারফেস ট্রিটমেন্ট:

কেমিক্যাল মেকানিক্যাল পলিশিং (CMP) হল সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠের গুণমান উন্নত করার জন্য একটি মূল প্রযুক্তি। এই প্রক্রিয়াটি যান্ত্রিক ঘর্ষণ এবং রাসায়নিক বিক্রিয়াগুলির সমন্বয়সাধনের মাধ্যমে সাবস্ট্রেট পৃষ্ঠের ক্ষুদ্র ত্রুটিগুলি দূর করে, মসৃণতা এবং সমতলতা নিশ্চিত করে। সারফেস ট্রিটমেন্ট শুধুমাত্র সাবস্ট্রেটের চকচকেতাই উন্নত করে না বরং পৃষ্ঠের ত্রুটিগুলিও হ্রাস করে, যার ফলে পরবর্তী ডিভাইসগুলির কার্যকারিতা অপ্টিমাইজ করে।

C. সাবস্ট্রেট ত্রুটি নিয়ন্ত্রণ এবং গুণমান পরিদর্শন

ত্রুটির ধরন:

মধ্যে সাধারণ ত্রুটিসিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটস্থানচ্যুতি, জালির ত্রুটি এবং মাইক্রোক্র্যাক অন্তর্ভুক্ত। এই ত্রুটিগুলি সরাসরি ডিভাইসগুলির বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা এবং তাপীয় স্থিতিশীলতাকে প্রভাবিত করতে পারে। অতএব, সাবস্ট্রেট বৃদ্ধি, কাটা এবং পালিশ করার সময় এই ত্রুটিগুলির উপস্থিতি কঠোরভাবে নিয়ন্ত্রণ করা অপরিহার্য। স্থানচ্যুতি এবং জালির ত্রুটিগুলি সাধারণত অনুপযুক্ত স্ফটিক বৃদ্ধি বা অত্যধিক কাটিং তাপমাত্রা থেকে উদ্ভূত হয়।

গুণমান মূল্যায়ন:

স্তরের গুণমান নিশ্চিত করতে, স্ক্যানিং ইলেক্ট্রন মাইক্রোস্কোপি (SEM) এবং পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপি (AFM) এর মতো প্রযুক্তিগুলি সাধারণত পৃষ্ঠের গুণমান পরিদর্শনের জন্য ব্যবহৃত হয়। উপরন্তু, বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা পরীক্ষা (যেমন পরিবাহিতা এবং গতিশীলতা) আরও স্তরের গুণমান মূল্যায়ন করতে পারে।

কোন ক্ষেত্রে 12-ইঞ্চি সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেট প্রয়োগ করা হয়?

উ: পাওয়ার ইলেকট্রনিক্স এবং পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইস

12-ইঞ্চি সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেট ব্যাপকভাবে পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসে ব্যবহৃত হয়, বিশেষ করে MOSFETs, IGBTs এবং Schottky ডায়োডে। এই ডিভাইসগুলি দক্ষ শক্তি ব্যবস্থাপনা, শিল্প শক্তি সরবরাহ, রূপান্তরকারী এবং বৈদ্যুতিক যানবাহনে ব্যাপকভাবে প্রয়োগ করা হয়। SiC ডিভাইসগুলির উচ্চ ভোল্টেজ সহনশীলতা এবং কম সুইচিং ক্ষতির বৈশিষ্ট্যগুলি তাদের শক্তি রূপান্তর দক্ষতা উল্লেখযোগ্যভাবে উন্নত করতে, শক্তির ক্ষতি কমাতে এবং সবুজ শক্তি প্রযুক্তির বিকাশকে উন্নীত করতে সক্ষম করে।

B. নতুন শক্তি এবং বৈদ্যুতিক যানবাহন

বৈদ্যুতিক যানবাহনে, 12-ইঞ্চি সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটগুলি বৈদ্যুতিক ড্রাইভ সিস্টেমের দক্ষতা বাড়াতে পারে এবং ব্যাটারি চার্জ করার গতি এবং পরিসর উন্নত করতে পারে। এর সামর্থ্যের কারণেসিলিকন কার্বাইড উপকরণকার্যকরভাবে উচ্চ ভোল্টেজ এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি সংকেত পরিচালনা করতে, তারা বৈদ্যুতিক গাড়ির চার্জিং স্টেশনগুলিতে উচ্চ-গতির চার্জিং সরঞ্জামগুলিতেও অপরিহার্য।

C. 5G কমিউনিকেশনস এবং হাই-ফ্রিকোয়েন্সি ইলেকট্রনিক্স

12-ইঞ্চি সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেট, তাদের চমৎকার উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি কর্মক্ষমতা সহ, 5G বেস স্টেশন এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি RF ডিভাইসগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়। তারা উল্লেখযোগ্যভাবে সিগন্যাল ট্রান্সমিশন দক্ষতা উন্নত করতে পারে এবং 5G নেটওয়ার্কের উচ্চ-গতির ডেটা ট্রান্সমিশন সমর্থন করে সিগন্যাল লস কমাতে পারে।

D. শক্তি খাত

সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটগুলির পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি ক্ষেত্রে যেমন ফটোভোলটাইক ইনভার্টার এবং বায়ু শক্তি উৎপাদনে গুরুত্বপূর্ণ প্রয়োগ রয়েছে। শক্তি রূপান্তর দক্ষতা উন্নত করে, SiC ডিভাইসগুলি শক্তির ক্ষতি কমাতে পারে এবং পাওয়ার গ্রিড সরঞ্জামগুলির স্থিতিশীলতা এবং নির্ভরযোগ্যতা বাড়াতে পারে।

12-ইঞ্চি সিলিকন কার্বাইড সাবস্ট্রেটের চ্যালেঞ্জ এবং বাধাগুলি কী কী?

উঃ উৎপাদন খরচ এবং বড় আকারের উৎপাদন

12 ইঞ্চি উৎপাদন খরচসিলিকন কার্বাইড ওয়েফারউচ্চ রয়ে গেছে, প্রধানত কাঁচামাল, সরঞ্জাম বিনিয়োগ, এবং প্রযুক্তি গবেষণা এবং উন্নয়ন প্রতিফলিত. বৃহৎ আকারের উৎপাদনের প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলি কীভাবে ভেঙ্গে ফেলা যায় এবং ইউনিট উত্পাদন খরচ কমানো যায় তা হল সিলিকন কার্বাইড প্রযুক্তির জনপ্রিয়করণের প্রচারের চাবিকাঠি।

B. সাবস্ট্রেটের ত্রুটি এবং গুণমানের সামঞ্জস্য

যদিও 12-ইঞ্চি সাবস্ট্রেটের উত্পাদন সুবিধা রয়েছে, তবুও ত্রুটিগুলি তাদের স্ফটিক বৃদ্ধি, কাটা এবং পলিশিং প্রক্রিয়ার সময় দেখা দিতে পারে, যা অসঙ্গত সাবস্ট্রেটের গুণমানকে নেতৃত্ব দেয়। কীভাবে ত্রুটির ঘনত্ব কমানো যায় এবং উদ্ভাবনী প্রযুক্তির মাধ্যমে মানের ধারাবাহিকতা উন্নত করা যায় তা ভবিষ্যতের গবেষণার একটি ফোকাস।

C. সরঞ্জাম এবং প্রযুক্তি আপডেটের চাহিদা

উচ্চ নির্ভুল কাটিং এবং পলিশিং সরঞ্জামের চাহিদা বাড়ছে। একই সময়ে, নতুন সনাক্তকরণ প্রযুক্তির (যেমন পারমাণবিক শক্তি মাইক্রোস্কোপি, ইলেক্ট্রন বিম স্ক্যানিং ইত্যাদি) উপর ভিত্তি করে সাবস্ট্রেটগুলির সুনির্দিষ্ট গুণমান পরিদর্শন উত্পাদন দক্ষতা এবং পণ্যের গুণমান উন্নত করার চাবিকাঠি।

আমরা সেমিকোরেক্সে একটি পরিসীমা প্রদান করিউচ্চ মানের Wafersসেমিকন্ডাক্টর শিল্পের চাহিদার প্রয়োজনীয়তা মেটাতে সাবধানতার সাথে প্রকৌশলী, আপনার যদি কোনও অনুসন্ধান থাকে বা অতিরিক্ত বিবরণের প্রয়োজন হয়, দয়া করে আমাদের সাথে যোগাযোগ করতে দ্বিধা করবেন না।

যোগাযোগের ফোন: +86-13567891907

ইমেইল: sales@semicorex.com