تیسری نسل کی سیمیکمڈکٹر انڈسٹری کیا ہے؟

سیمیکمڈکٹر مواد کو تاریخی ترتیب میں تین نسلوں میں درجہ بندی کیا جاسکتا ہے۔ پہلی نسل عام عنصری مواد پر مشتمل ہوتی ہے جیسے جرمینیم اور سلکان ، جو آسان سوئچنگ کی خصوصیت رکھتے ہیں اور عام طور پر مربوط سرکٹس میں استعمال ہوتے ہیں۔ دوسری نسل کے کمپاؤنڈ سیمیکمڈکٹرز جیسے گیلیم آرسنائڈ اور انڈیم فاسفائڈ بنیادی طور پر لمسینسینٹ اور مواصلاتی مواد میں استعمال ہوتے ہیں۔ تیسری نسل کے سیمیکمڈکٹرز میں بنیادی طور پر کمپاؤنڈ سیمیکمڈکٹر شامل ہیں جیسےسلیکن کاربائڈاور گیلیم نائٹریڈ ، نیز ڈائمنڈ جیسے خصوصی عناصر۔ اس کی عمدہ جسمانی اور کیمیائی خصوصیات کے ساتھ ، سلیکن کاربائڈ مواد آہستہ آہستہ بجلی اور ریڈیو فریکوینسی آلات کے شعبوں میں لاگو ہوتے ہیں۔

تیسری نسل کے سیمیکمڈکٹرز کے پاس وولٹیج کا بہتر مقابلہ ہے اور وہ اعلی طاقت والے آلات کے لئے مثالی مواد ہیں۔ تیسری نسل کے سیمیکمڈکٹرز بنیادی طور پر سلیکن کاربائڈ اور گیلیم نائٹریڈ مواد پر مشتمل ہیں۔ ایس آئی سی کی بینڈ گیپ کی چوڑائی 3.2ev ہے ، اور گان کی 3.4ev ہے ، جو 1.12ev پر ایس آئی کی بینڈ گیپ کی چوڑائی سے کہیں زیادہ ہے۔ چونکہ تیسری نسل کے سیمیکمڈکٹرز میں عام طور پر وسیع پیمانے پر بینڈ کا فرق ہوتا ہے ، لہذا ان میں وولٹیج کے خلاف مزاحمت اور گرمی کی مزاحمت بہتر ہوتی ہے ، اور اکثر وہ اعلی طاقت والے آلات میں استعمال ہوتے ہیں۔ ان میں ، سلیکن کاربائڈ نے آہستہ آہستہ بڑے پیمانے پر درخواست داخل کی ہے۔ پاور ڈیوائسز کے میدان میں ، سلیکن کاربائڈ ڈایڈس اور موسفیٹس نے تجارتی درخواست شروع کردی ہے۔

سلیکن کاربائڈ کے ساتھ بنے پاور ڈیوائسز سلیکن پر مبنی پاور ڈیوائسز کے مقابلے میں سبسٹریٹ کی حیثیت سے کارکردگی میں زیادہ فوائد رکھتے ہیں: (1) اعلی وولٹیج کی مضبوط خصوصیات۔ سلیکن کاربائڈ کی خرابی الیکٹرک فیلڈ کی طاقت سلیکن سے دس گنا زیادہ ہے ، جو سلیکن کاربائڈ ڈیوائسز کی اعلی وولٹیج مزاحمت کو اسی سلیکن آلات سے نمایاں طور پر زیادہ بناتی ہے۔ (2) اعلی درجہ حرارت کی بہتر خصوصیات۔ سلیکن کاربائڈ میں سلیکن کے مقابلے میں زیادہ تھرمل چالکتا ہے ، جس سے آلات کو گرمی ختم کرنا آسان ہوجاتا ہے اور زیادہ حتمی آپریٹنگ درجہ حرارت کی اجازت ہوتی ہے۔ اعلی درجہ حرارت کے خلاف مزاحمت سے بجلی کی کثافت میں نمایاں اضافہ ہوسکتا ہے جبکہ گرمی کی کھپت کے نظام کی ضروریات کو کم کیا جاسکتا ہے ، جس سے ٹرمینل ہلکا اور چھوٹا ہوتا ہے۔ (3) کم توانائی کا نقصان۔ سلیکن کاربائڈ میں سلیکن سے دوگنا سنترپتی الیکٹران کے بہاؤ کی شرح ہے ، جس کی وجہ سے سلیکن کاربائڈ ڈیوائسز میں بہت کم مزاحم اور کم گرنے میں بہت کم ہے۔ سلیکن کاربائڈ کی سلیکن سے تین بار بینڈ گیپ کی چوڑائی ہے ، جو سلیکن آلات کے مقابلے میں سلیکن کاربائڈ ڈیوائسز کے رساو کو نمایاں طور پر کم کرتی ہے ، جس سے بجلی کے نقصان کو کم کیا جاتا ہے۔ سلیکن کاربائڈ ڈیوائسز میں ٹرن آف عمل کے دوران موجودہ ٹیلنگ نہیں ہوتی ہے ، کم سوئچنگ نقصان ہوتا ہے ، اور عملی ایپلی کیشنز میں سوئچنگ فریکوینسی میں نمایاں اضافہ ہوتا ہے۔

متعلقہ اعداد و شمار کے مطابق ، اسی تصریح کے سلیکن کاربائڈ پر مبنی موسفیٹس کی مزاحمت سلیکن پر مبنی موسفٹوں میں سے 1/200 ہے ، اور ان کا سائز سلیکن پر مبنی موسفٹوں کا 1/10 ہے۔ اسی تصریح کے انورٹرز کے لئے ، سلیکن کاربائڈ پر مبنی ایم او ایس ایف ای ٹی کا استعمال کرتے ہوئے سسٹم کی کل توانائی کا نقصان سلیکن پر مبنی آئی جی بی ٹی ایس کے استعمال کے مقابلے میں 1/4 سے بھی کم ہے۔

بجلی کی خصوصیات میں فرق کے مطابق ، سلیکن کاربائڈ سبسٹریٹس کو دو اقسام میں درجہ بندی کیا جاسکتا ہے: نیم موصلیت سلیکن کاربائڈ سبسٹریٹس اور کوندکٹو سلیکن کاربائڈ سبسٹریٹس۔ اس کے بعد ، یہ دو قسم کے سبسٹریٹسepitaxial نمو، بالترتیب مجرد آلات جیسے پاور ڈیوائسز اور ریڈیو فریکوینسی ڈیوائس تیار کرنے کے لئے استعمال ہوتے ہیں۔ ان میں سے ، نیم موصلیت والی سلیکن کاربائڈ سبسٹریٹس بنیادی طور پر گیلیم نائٹریڈ آر ایف ڈیوائسز ، اوپٹو الیکٹرانک ڈیوائسز وغیرہ کی تیاری میں استعمال ہوتے ہیں۔ نائٹریڈ آر ایف ڈیوائسز جیسے ہیمٹ۔ کنڈکٹو سلیکن کاربائڈ سبسٹریٹس بنیادی طور پر پاور ڈیوائسز کی تیاری میں استعمال ہوتے ہیں۔ سلیکن پاور ڈیوائسز کے روایتی مینوفیکچرنگ عمل کے برعکس ، سلیکن کاربائڈ پاور ڈیوائسز کو سلیکن کاربائڈ سبسٹریٹس پر براہ راست من گھڑت نہیں کیا جاسکتا ہے۔ اس کے بجائے ، سلیکن کاربائڈ ایپیٹاکسیل پرت کو سلیکن کاربائڈ ایپیٹیکسیل ویفر حاصل کرنے کے لئے کوندکٹو سبسٹریٹ پر اگانے کی ضرورت ہے ، اور پھر اسکاٹکی ڈایڈس ، ایم او ایس ایف ای ٹی ، آئی جی بی ٹی ایس اور دیگر پاور ڈیوائسز کو ایپیٹاکسیل پرت پر تیار کیا جاسکتا ہے۔