সিআইসি ডিভাইসগুলি একটি ক্রসওয়েতেঃ পরবর্তী প্রজন্মের অর্ধপরিবাহী শিল্পে চলমান প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জগুলির মধ্যে দ্রুত অগ্রগতি

Ⅰ। সিলিকন কার্বাইড (sic)

স্থিতিশীল রাসায়নিক বৈশিষ্ট্য, উচ্চ তাপীয় পরিবাহিতা, তাপীয় প্রসারণের কম সহগ এবং দুর্দান্ত পরিধানের প্রতিরোধের কারণে সিলিকন কার্বাইড (এসআইসি) এর কারণে তার traditional তিহ্যবাহী ব্যবহারের বাইরে অনেকগুলি অ্যাপ্লিকেশন রয়েছে। উদাহরণস্বরূপ, এসআইসি পাউডারটি পরিধানের প্রতিরোধ ক্ষমতা বাড়ানোর জন্য এবং 1 থেকে 2 বার পরিষেবা জীবনকে প্রসারিত করতে বিশেষ প্রক্রিয়াগুলির মাধ্যমে টারবাইন ইমপ্লেলার বা সিলিন্ডার লাইনারগুলির অভ্যন্তরীণ পৃষ্ঠগুলিতে প্রয়োগ করা যেতে পারে। এসআইসি থেকে তৈরি উচ্চ-গ্রেড রিফ্র্যাক্টরি উপকরণগুলি দুর্দান্ত তাপীয় শক প্রতিরোধের, হ্রাস ভলিউম, হালকা ওজন এবং উচ্চ যান্ত্রিক শক্তি প্রদর্শন করে, যা উল্লেখযোগ্য শক্তি-সঞ্চয়কারী সুবিধার দিকে পরিচালিত করে।

 

নিম্ন-গ্রেডের সিলিকন কার্বাইড (প্রায় 85% sic সমন্বিত) স্টিলমেকিংয়ে একটি দুর্দান্ত ডিওক্সিডাইজার হিসাবে কাজ করে, গন্ধযুক্ত প্রক্রিয়াটিকে ত্বরান্বিত করে, রাসায়নিক সংমিশ্রণ নিয়ন্ত্রণকে সহজতর করে এবং সামগ্রিক ইস্পাত মানের উন্নত করে। এছাড়াও, এসআইসি সিলিকন কার্বাইড হিটিং উপাদানগুলি (এসআইসি রডস) তৈরিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়।

 

সিলিকন কার্বাইড একটি অত্যন্ত হার্ড উপাদান, 9.5 এর মোহস কঠোরতা সহ কেবলমাত্র হীরার (10)। এটি দুর্দান্ত তাপীয় পরিবাহিতা ধারণ করে এবং এটি একটি অর্ধপরিবাহী তাপমাত্রায় অসামান্য জারণ প্রতিরোধের সাথে একটি অর্ধপরিবাহী।

 

 

---

 

Ⅱ। সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলির সুবিধা

সিলিকন কার্বাইড (এসআইসি) বর্তমানে বিকাশের অধীনে সর্বাধিক পরিপক্ক ওয়াইড-ব্যান্ডগ্যাপ (ডাব্লুবিজি) অর্ধপরিবাহী উপাদান। বিশ্বজুড়ে দেশগুলি এসআইসি গবেষণার উপর দুর্দান্ত জোর দেয় এবং এর অগ্রগতি প্রচারের জন্য যথেষ্ট সংস্থান বিনিয়োগ করেছে।

 

মার্কিন যুক্তরাষ্ট্র, ইউরোপ, জাপান এবং অন্যান্যরা এসআইসির জন্য জাতীয়-স্তরের উন্নয়ন কৌশল প্রতিষ্ঠা করেছে। গ্লোবাল ইলেকট্রনিক্স শিল্পের প্রধান খেলোয়াড়রাও এসআইসি সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসগুলির বিকাশে প্রচুর পরিমাণে বিনিয়োগ করেছেন।

 

প্রচলিত সিলিকন-ভিত্তিক ডিভাইসের সাথে তুলনা করে, এসআইসি-ভিত্তিক উপাদানগুলি নিম্নলিখিত সুবিধাগুলি সরবরাহ করে:

 

1। উচ্চ ভোল্টেজ ক্ষমতা

সিলিকন কার্বাইড ডিভাইসগুলি সমতুল্য সিলিকন ডিভাইসের চেয়ে 10 গুণ বেশি ভোল্টেজ সহ্য করে। উদাহরণস্বরূপ, এসআইসি স্কটকি ডায়োডগুলি 2400 ভি পর্যন্ত ব্রেকডাউন ভোল্টেজগুলিকে সমর্থন করতে পারে। সিক-ভিত্তিক ফিল্ড-এফেক্ট ট্রানজিস্টর (এফইটি) -এ-রাষ্ট্রীয় প্রতিরোধের পরিচালনাযোগ্য বজায় রেখে দশ কিলোভোল্টে কাজ করতে পারে।

 

2। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পারফরম্যান্স

(নির্দিষ্ট বিবরণ মূল পাঠ্যে সরবরাহ করা হয়নি, তবে প্রয়োজনে পরিপূরক হতে পারে))

 

3। উচ্চ-তাপমাত্রা অপারেশন

প্রচলিত এসআই ডিভাইসগুলি তাদের তাত্ত্বিক পারফরম্যান্সের সীমাতে পৌঁছানোর সাথে সাথে সিক পাওয়ার ডিভাইসগুলিকে তাদের উচ্চ ব্রেকডাউন ভোল্টেজ, কম স্যুইচিং লোকসান এবং উচ্চতর দক্ষতার কারণে আদর্শ প্রার্থী হিসাবে দেখা হয়।

 

যাইহোক, এসআইসি পাওয়ার ডিভাইসগুলির ব্যাপক গ্রহণের ফলে কর্মক্ষমতা এবং ব্যয়ের মধ্যে ভারসাম্য রক্ষার পাশাপাশি উন্নত উত্পাদন প্রক্রিয়াগুলির উচ্চ চাহিদা মেটাতে সক্ষমতা নির্ভর করে।

 

 

বর্তমানে, স্বল্প-শক্তি এসআইসি ডিভাইসগুলি পরীক্ষাগার গবেষণা থেকে বাণিজ্যিক উত্পাদনে স্থানান্তরিত হয়েছে। যাইহোক, এসআইসি ওয়েফারগুলি তুলনামূলকভাবে ব্যয়বহুল থাকে এবং traditional তিহ্যবাহী অর্ধপরিবাহী উপকরণগুলির তুলনায় উচ্চতর ত্রুটি ঘনত্বের মধ্যে ভুগছে।

 

---

 

Ⅲ। সর্বাধিক দেখা এসআইসি এমওএস ডিভাইসগুলি

1। এসআইসি-মোসফেট

এসআইসি-মোসফেট (সিলিকন কার্বাইড মেটাল-অক্সাইড-সেমিকন্ডাক্টর ফিল্ড-এফেক্ট ট্রানজিস্টর) বর্তমানে এসআইসি উপাদান সিস্টেমের মধ্যে সবচেয়ে নিবিড়ভাবে গবেষণা করা পাওয়ার ইলেকট্রনিক ডিভাইস। সিআরইই (ইউএসএ) এবং রোহম (জাপান) এর মতো শীর্ষস্থানীয় সংস্থাগুলি দ্বারা উল্লেখযোগ্য ব্রেকথ্রুগুলি করা হয়েছে।

 

একটি সাধারণ এসআইসি-মোসফেট কাঠামোতে, এন+ উত্স অঞ্চল এবং পি-ওয়েল উভয়ই আয়ন ইমপ্লান্টেশন ব্যবহার করে গঠিত হয়, তারপরে ডোপ্যান্টগুলি সক্রিয় করতে উচ্চ তাপমাত্রায় (~ 1700 ° C) অ্যানিলিং হয়। এসআইসি-মোসফেট বানোয়াটের অন্যতম সমালোচনামূলক প্রক্রিয়া হ'ল গেট অক্সাইড স্তর গঠন। সিলিকন কার্বাইড সি এবং সি উভয় পরমাণু নিয়ে গঠিত তা প্রদত্ত, গেট ডাইলেট্রিকগুলির বৃদ্ধির জন্য বিশেষ অক্সাইড বৃদ্ধির কৌশল প্রয়োজন।

 

পরিখা কাঠামো বনাম প্ল্যানার কাঠামো

ট্রেঞ্চ-টাইপ এসআইসি-মোসফেট আর্কিটেকচার traditional তিহ্যবাহী পরিকল্পনাকারী ডিজাইনের চেয়ে সিক উপকরণগুলির কার্যকারিতা সুবিধাগুলি সর্বাধিক করে তোলে। এই কাঠামোটি উচ্চতর বর্তমান ঘনত্ব, কম অন-প্রতিরোধ ক্ষমতা এবং আরও ভাল বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র বিতরণের অনুমতি দেয়।

 

 

 

---

2। এসআইসি-মোস্পেটের সুবিধা

প্রচলিত সিলিকন আইজিবিটিগুলি সাধারণত 20 কেজি হার্জ এর নীচে কাজ করে। অভ্যন্তরীণ উপাদান সীমাবদ্ধতার কারণে, সিলিকন-ভিত্তিক ডিভাইসগুলির সাহায্যে উচ্চ-ভোল্টেজ এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন অর্জন করা কঠিন।

 

বিপরীতে, এসআইসি-মোসফেটগুলি বিস্তৃত ভোল্টেজ অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য-600 ভি থেকে 10 কেভি থেকে বেশি-এর জন্য উপযুক্ত উপযুক্ত-এবং ইউনিপোলার ডিভাইস হিসাবে দুর্দান্ত স্যুইচিং বৈশিষ্ট্যগুলি প্রদর্শন করে।

সিলিকন আইজিবিটিএসের সাথে তুলনা করে, সিক-মোসফেটস অফার:

• স্যুইচিংয়ের সময় শূন্য লেজের বর্তমান,
• কম স্যুইচিং লোকসান,
• উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সি।

উদাহরণস্বরূপ, একটি 20 কেএইচজেড এসআইসি-মোসফেট মডিউল 3 কেএইচজেড সিলিকন আইজিবিটি মডিউলটির অর্ধেক বিদ্যুৎ ক্ষতি প্রদর্শন করতে পারে। একটি 50 এ এসআইসি মডিউল কার্যকরভাবে একটি 150 এ সি মডিউল প্রতিস্থাপন করতে পারে, দক্ষতা এবং উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি পারফরম্যান্স সুবিধাগুলি হাইলাইট করে।

 

তদুপরি, এসআইসি-মোস্পেটগুলিতে বডি ডায়োডের অতি-দ্রুত বিপরীত পুনরুদ্ধারের বৈশিষ্ট্য রয়েছে, বৈশিষ্ট্যযুক্ত:

• অত্যন্ত সংক্ষিপ্ত বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময় (টিআরআর),
• খুব কম বিপরীত পুনরুদ্ধার চার্জ (কিউআরআর)।

উদাহরণস্বরূপ, একই রেটেড কারেন্ট এবং ভোল্টেজে (যেমন, 900 ভি), একটি সিক-মোসফেটের বডি ডায়োডের কিউআরআর সিলিকন-ভিত্তিক এমওএসএফইটির মাত্র 5%। এটি বিশেষত ব্রিজ-টাইপ সার্কিটগুলির জন্য উপকারী (যেমন এলএলসি অনুরণনকারী রূপান্তরকারীরা অনুরণনের উপরে অপারেটিং), যেমনটি:

• ডেড-টাইম প্রয়োজনীয়তা হ্রাস করে,
• ডায়োড পুনরুদ্ধার থেকে লোকসান এবং শব্দ হ্রাস করে,
• উন্নত দক্ষতার সাথে উচ্চতর স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি সক্ষম করে।

---

3। এসআইসি-মোস্পেটের অ্যাপ্লিকেশন

এসআইসি-মোসফেট মডিউলগুলি মাঝারি থেকে উচ্চ-শক্তি শক্তি সিস্টেমগুলিতে যথেষ্ট সুবিধাগুলি প্রদর্শন করে, সহ:

• ফটোভোলটাইক (পিভি) ইনভার্টার,
• বায়ু শক্তি রূপান্তরকারী,
• বৈদ্যুতিক যানবাহন (ইভিএস),
• রেলওয়ে ট্র্যাকশন সিস্টেম।

তাদের উচ্চ-ভোল্টেজ, উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি এবং উচ্চ-দক্ষতার বৈশিষ্ট্যের জন্য ধন্যবাদ, এসআইসি ডিভাইসগুলি ইভি পাওয়ারট্রাইন ডিজাইনে ব্রেকথ্রুগুলি সক্ষম করছে, যেখানে traditional তিহ্যবাহী সিলিকন ডিভাইসগুলি পারফরম্যান্সের বাধাগুলিতে পৌঁছেছে।

 

বিশিষ্ট উদাহরণগুলির মধ্যে রয়েছে:

• ডেনসো এবং টয়োটা, যা হাইব্রিড বৈদ্যুতিক যানবাহন (এইচভিএস) এবং ব্যাটারি বৈদ্যুতিক যানবাহন (ইভিএস) এর জন্য এসআইসি-মোসফেট মডিউলগুলি ব্যবহার করে যৌথভাবে বিদ্যুৎ নিয়ন্ত্রণ ইউনিট (পিসিইউ) তৈরি করেছে। এই সিস্টেমগুলি ভলিউমে 5x হ্রাস অর্জন করেছে।
• মিতসুবিশি ইলেকট্রিক, যা সম্পূর্ণ সংহত মোটর এবং বৈদ্যুতিন সংকেতের মেরু বদল করে, মিনিয়েচারাইজেশন এবং সিস্টেম ইন্টিগ্রেশন অর্জনের সাথে একটি এসআইসি-মোসফেট-ভিত্তিক ইভি মোটর ড্রাইভ সিস্টেম তৈরি করে।

অনুমান অনুসারে, এসআইসি-মোসফেট মডিউলগুলি 2018 এবং 2020 এর মধ্যে বিশ্বব্যাপী বৈদ্যুতিক যানবাহনে ব্যাপকভাবে গ্রহণের বিষয়টি দেখতে পাবে বলে আশা করা হয়েছিল, প্রযুক্তি পরিপক্ক হওয়ার সাথে সাথে ব্যয় হ্রাস পাওয়ায় এমন একটি প্রবণতা বৃদ্ধি অব্যাহত রয়েছে।

---

 

Ⅳ। সিলিকন কার্বাইড স্কটকি ডায়োডস (সিক এসবিডি)

1। ডিভাইস কাঠামো

সিলিকন কার্বাইড স্কটকি ডায়োডগুলি একটি জংশন বাধা স্কটকি (জেবিএস) কাঠামো গ্রহণ করে, যা কার্যকরভাবে বিপরীত ফুটো কারেন্টকে হ্রাস করে এবং উচ্চ-ভোল্টেজ ব্লকিং ক্ষমতা উন্নত করে। এই কাঠামোটি নিম্ন ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপ এবং উচ্চ স্যুইচিং গতির সুবিধাগুলি একত্রিত করে।

2। সিক স্কটকি ডায়োডের সুবিধা

ইউনিপোলার ডিভাইস হিসাবে, সিক স্কটকি ডায়োডগুলি traditional তিহ্যবাহী সিলিকন দ্রুত পুনরুদ্ধারের ডায়োড (এসআই এফআরডিএস) এর তুলনায় উচ্চতর বিপরীত পুনরুদ্ধারের বৈশিষ্ট্যগুলি সরবরাহ করে। বিপরীত ব্লকিংয়ে ফরোয়ার্ড কন্ডাকশন থেকে স্যুইচ করার সময়, সিক ডায়োডগুলি প্রদর্শন:

• কাছাকাছি-শূন্য বিপরীত পুনরুদ্ধার বর্তমান: বিপরীত পুনরুদ্ধারের সময়গুলি সাধারণত 20ns এর চেয়ে কম হয়; উদাহরণস্বরূপ, একটি 600V/10A SIC এসবিডি 10ns এর নিচে অর্জন করতে পারে।
• উচ্চ স্যুইচিং ফ্রিকোয়েন্সি ক্ষমতা: উন্নত দক্ষতার সাথে উল্লেখযোগ্যভাবে উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে অপারেশন সক্ষম করে।
• ইতিবাচক তাপমাত্রা সহগ: তাপমাত্রার সাথে প্রতিরোধের বৃদ্ধি পায়, ডিভাইসগুলিকে সমান্তরাল অপারেশন এবং সিস্টেমের সুরক্ষা এবং নির্ভরযোগ্যতা বাড়ানোর জন্য আরও উপযুক্ত করে তোলে।
• তাপমাত্রা জুড়ে স্থিতিশীল স্যুইচিং পারফরম্যান্স: স্যুইচিং বৈশিষ্ট্যগুলি তাপীয় চাপের মধ্যে সামঞ্জস্যপূর্ণ থাকে।
• ন্যূনতম স্যুইচিং লোকসান: উচ্চ-দক্ষতা অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য আদর্শ।

3। অ্যাপ্লিকেশন

সিক স্কটকি ডায়োডগুলি মাঝারি থেকে উচ্চ-শক্তি অ্যাপ্লিকেশনগুলিতে ব্যাপকভাবে ব্যবহৃত হয়, যেমন:

• স্যুইচিং পাওয়ার সাপ্লাই (এসএমপি)
• পাওয়ার ফ্যাক্টর সংশোধন (পিএফসি) সার্কিট
• নিরবচ্ছিন্ন বিদ্যুৎ সরবরাহ (ইউপিএস)
• ফটোভোলটাইক ইনভার্টার এবং পুনর্নবীকরণযোগ্য শক্তি সিস্টেম

পিএফসি সার্কিটগুলিতে এসআইসি এসবিডিএসের সাথে traditional তিহ্যবাহী এসআই এফআরডি প্রতিস্থাপন করা দক্ষতা বজায় রেখে 300kHz এরও বেশি ফ্রিকোয়েন্সিগুলিতে অপারেশন করতে দেয়। বিপরীতে, এসআই এফআরডিএস 100kHz এর বাইরে একটি উল্লেখযোগ্য দক্ষতা ড্রপ অনুভব করে। উচ্চতর ফ্রিকোয়েন্সি অপারেশন এছাড়াও সূচকগুলির মতো প্যাসিভ উপাদানগুলির আকার হ্রাস করে, সামগ্রিক পিসিবি ভলিউমকে 30%এরও বেশি সঙ্কুচিত করে।

---

 

Ⅴ। সিলিকন কার্বাইড (এসআইসি) কীভাবে বিবেচিত হয়?

সিলিকন কার্বাইড একটি যুগান্তকারী প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ সেমিকন্ডাক্টর উপাদান এবং সেমিকন্ডাক্টরগুলির তৃতীয় প্রজন্মের শীর্ষস্থানীয় প্রতিনিধি হিসাবে ব্যাপকভাবে স্বীকৃত। এটি এর অসামান্য শারীরিক এবং বৈদ্যুতিক বৈশিষ্ট্যের জন্য প্রশংসিত:

1। উপাদান শ্রেষ্ঠত্ব

• প্রশস্ত ব্যান্ডগ্যাপ (3.09 ইভি): সিলিকনের চেয়ে 2.8 গুণ প্রশস্ত, উচ্চতর ব্রেকডাউন ভোল্টেজ সক্ষম করে।
• উচ্চ ব্রেকডাউন বৈদ্যুতিক ক্ষেত্র (3.2 এমভি/সেমি): সিলিকনের চেয়ে 5.3 গুণ বেশি, যা অনেক পাতলা ড্রিফ্ট স্তরগুলি দেয়।
• উচ্চ তাপীয় পরিবাহিতা (4.9 ডাব্লু/সেমি · কে): সিলিকনের চেয়ে 3.3 গুণ বেশি, আরও ভাল তাপ অপচয় হ্রাসের সুবিধার্থে।
• শক্তিশালী বিকিরণ প্রতিরোধের এবং উচ্চ ক্যারিয়ার ঘনত্ব: চরম পরিবেশের জন্য উপযুক্ত।

2। বৈদ্যুতিক কর্মক্ষমতা

সিলিকন অংশগুলির তুলনায় এসআইসি ডিভাইসগুলি নাটকীয়ভাবে উন্নত পারফরম্যান্স সরবরাহ করে:

 

• ড্রিফ্ট অঞ্চলটি একই ভোল্টেজ রেটিংয়ের জন্য সিলিকনের চেয়ে পাতলা পাতলা ক্রম হতে পারে।
• ডোপিং ঘনত্ব উচ্চতর দুটি অর্ডার পর্যন্ত হতে পারে।
• প্রতি ইউনিট অঞ্চল অন-রেজিস্ট্যান্স 100 গুণ কম।
• তাপ উত্পাদন উল্লেখযোগ্যভাবে হ্রাস পেয়েছে, কম সঞ্চালনে অবদান রাখে এবং ক্ষতিগুলি স্যুইচ করে।
• অপারেটিং ফ্রিকোয়েন্সিগুলি সাধারণত সিলিকন ডিভাইসের চেয়ে 10 গুণ বেশি বেশি।
• এসআইসি ডিভাইসগুলি 400 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড পর্যন্ত তাপমাত্রায় কাজ করতে পারে এবং কমপ্যাক্ট প্যাকেজগুলিতে উচ্চ স্রোত এবং ভোল্টেজ পরিচালনা করতে সক্ষম।

 

সাম্প্রতিক অগ্রগতিগুলি এসআইসি-ভিত্তিক আইজিবিটি এবং অন্যান্য পাওয়ার ডিভাইসগুলি অনেক কম অন-প্রতিরোধ এবং তাপ উত্পাদনের সাথে উত্পাদন করা সম্ভব করেছে। এই বৈশিষ্ট্যগুলি পরবর্তী প্রজন্মের পাওয়ার ইলেকট্রনিক্সের জন্য এসআইসিকে একটি আদর্শ উপাদান হিসাবে তৈরি করে।

 

 

---

 

Ⅵ। সিলিকন কার্বাইড (সিক) ডিভাইসের বর্তমান বিকাশের স্থিতি

1। প্রযুক্তিগত পরামিতি

উদাহরণস্বরূপ, স্কটকি ডায়োডের ভোল্টেজ রেটিংগুলি 250V থেকে 1000V এরও বেশি বেড়েছে, যখন চিপ অঞ্চল হ্রাস পেয়েছে। তবে বর্তমান রেটিংটি এখনও কয়েক দশক অ্যাম্পিয়ার রয়েছে। অপারেটিং তাপমাত্রা 180 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে উন্নত হয়েছে, যা এখনও তাত্ত্বিক সর্বোচ্চ 600 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড থেকে অনেক দূরে। ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপটি আদর্শের চেয়েও কম - সিলিকন ডিভাইসগুলির তুলনায় কম - কিছু সিক ডায়োড সহ ফরোয়ার্ড ভোল্টেজ ড্রপগুলি 2 ভি এর মতো উচ্চতর প্রদর্শন করে।

2। বাজার মূল্য

এসআইসি ডিভাইসগুলি প্রায়5 থেকে 6 গুণ বেশি ব্যয়বহুলসমতুল্য সিলিকন-ভিত্তিক ডিভাইসগুলির চেয়ে।

---

 

Ⅶ। এসআইসি ডিভাইসগুলির বিকাশে চ্যালেঞ্জগুলি

বিভিন্ন প্রতিবেদনের উপর ভিত্তি করে, বড় চ্যালেঞ্জগুলি ডিভাইসের নীতি বা কাঠামোগত নকশায় নয়, যা সাধারণত সমাধান করা যায়, তবে বানোয়াট প্রক্রিয়াতে। এখানে কিছু মূল বিষয় রয়েছে:

1। সিক ওয়েফারগুলিতে মাইক্রোস্ট্রাকচারাল ত্রুটিগুলি

একটি প্রধান ত্রুটি হ'ল মাইক্রোপাইপ, যা এমনকি খালি চোখে দৃশ্যমান। যতক্ষণ না এই ত্রুটিগুলি স্ফটিক বৃদ্ধিতে সম্পূর্ণরূপে নির্মূল করা হয়, ততক্ষণ উচ্চ-শক্তি বৈদ্যুতিন ডিভাইসের জন্য এসআইসি ব্যবহার করা কঠিন। যদিও উচ্চ-মানের ওয়েফারগুলি মাইক্রোপাইপ ঘনত্বকে 15 সেন্টিমিটার কম করে কমিয়ে দিয়েছে, শিল্প অ্যাপ্লিকেশনগুলি 0.5 সেন্টিমিটার নীচে মাইক্রোপাইপ ঘনত্বের সাথে 100 মিমি ব্যাসের ওয়েফারগুলির দাবি করে ⁻²

2। এপিট্যাক্সিয়াল বৃদ্ধির কম দক্ষতা

এসআইসি হোমোপিটাক্সি সাধারণত 1500 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের উপরে তাপমাত্রায় রাসায়নিক বাষ্প ডিপোজিশন (সিভিডি) এর মাধ্যমে সঞ্চালিত হয়। পরমানন্দ সমস্যার কারণে, তাপমাত্রা 1800 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের বেশি হতে পারে না, যার ফলে কম বৃদ্ধির হার হয়। তরল-পর্বের এপিট্যাক্সি কম তাপমাত্রা এবং উচ্চতর বৃদ্ধির হারের জন্য অনুমতি দেয়, ফলন কম থাকে।

3। ডোপিং প্রক্রিয়াগুলিতে চ্যালেঞ্জ

প্রচলিত প্রসারণ ডোপিং তার উচ্চ প্রসারণ তাপমাত্রার কারণে এসআইসির জন্য উপযুক্ত নয়, যা সিও স্তরটির মাস্কিং ক্ষমতা এবং নিজেই এসআইসির স্থায়িত্বের সাথে আপস করে। আয়ন ইমপ্লান্টেশন প্রয়োজন, বিশেষত অ্যালুমিনিয়াম ব্যবহার করে পি-টাইপ ডোপিংয়ের জন্য।

 

যাইহোক, অ্যালুমিনিয়াম আয়নগুলি উল্লেখযোগ্য জালির ক্ষতি এবং দুর্বল অ্যাক্টিভেশন সৃষ্টি করে, উচ্চ-তাপমাত্রা অ্যানিলিং দ্বারা উন্নত স্তরীয় তাপমাত্রায় রোপনের প্রয়োজন হয়। এটি পৃষ্ঠের পচন, এসআই পরমাণু পরমানন্দ এবং অন্যান্য সমস্যাগুলির দিকে নিয়ে যেতে পারে। ডোপ্যান্ট নির্বাচন, অ্যানিলিং তাপমাত্রা এবং প্রক্রিয়া পরামিতিগুলির অপ্টিমাইজেশন এখনও চলছে।

4। ওহমিক পরিচিতি গঠনে অসুবিধা

10⁻⁵ ω · সেমি² এর নীচে যোগাযোগের প্রতিরোধের সাথে ওহমিক পরিচিতিগুলি তৈরি করা সমালোচনা। যদিও নি এবং আল সাধারণত ব্যবহৃত হয়, তারা 100 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডের উপরে দুর্বল তাপীয় স্থিতিশীলতায় ভুগছে। আল/নি/ডাব্লু/এউর মতো যৌগিক ইলেক্ট্রোডগুলি 100 ঘন্টা ধরে 600 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেড পর্যন্ত তাপীয় স্থায়িত্ব উন্নত করতে পারে তবে যোগাযোগের প্রতিরোধ ক্ষমতাটি উচ্চ (~ 10⁻⁻ ω · সেমি) থেকে নির্ভরযোগ্য ওহমিক যোগাযোগগুলি অর্জন করা কঠিন করে তোলে।

5 .. সহায়ক উপকরণগুলির তাপ প্রতিরোধ ক্ষমতা

যদিও এসআইসি চিপগুলি 600 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে পরিচালনা করতে পারে, তবে ইলেক্ট্রোড, সোল্ডার, প্যাকেজগুলি এবং নিরোধকগুলির মতো সহায়ক উপকরণগুলি প্রায়শই এই জাতীয় উচ্চ তাপমাত্রা সহ্য করতে পারে না, সামগ্রিক সিস্টেমের কার্যকারিতা সীমাবদ্ধ করে।

 

দ্রষ্টব্য: এগুলি কেবল নির্বাচিত উদাহরণ। অন্যান্য অনেক বানোয়াট চ্যালেঞ্জগুলি - যেমন ট্রেঞ্চ এচিং, এজ টার্মিনেশন প্যাসিভেশন এবং এসআইসি মোসফেটগুলিতে গেট অক্সাইড ইন্টারফেসের নির্ভরযোগ্যতা - এখনও আদর্শ সমাধানগুলির অভাব রয়েছে। শিল্পটি এখনও এই বেশ কয়েকটি বিষয়ে sens ক্যমত্যে পৌঁছতে পারে নি, এসআইসি পাওয়ার ডিভাইসগুলির দ্রুত বিকাশকে উল্লেখযোগ্যভাবে বাধা দেয়।

 

 

---

 

Ⅷ। কেন সিক ডিভাইসগুলি এখনও ব্যাপকভাবে গৃহীত হয় না

এসআইসি ডিভাইসের সুবিধাগুলি 1960 এর দশকের প্রথম দিকে স্বীকৃত হয়েছিল। তবে, বিশেষত উত্পাদন ক্ষেত্রে অসংখ্য প্রযুক্তিগত চ্যালেঞ্জের কারণে ব্যাপক গ্রহণ বিলম্বিত হয়েছে। আজও, এসআইসির প্রাথমিক শিল্প প্রয়োগ একটি ক্ষয়কারী (কার্বোরুন্ডাম) হিসাবে রয়ে গেছে।

 

এসআইসি নিয়ন্ত্রণযোগ্য চাপের অধীনে গলে যায় না তবে প্রায় 2500 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে সাবলাইমেট করে, যার অর্থ বাল্ক স্ফটিক বৃদ্ধি অবশ্যই বাষ্পের পর্ব থেকে শুরু করতে হবে, সিলিকন বৃদ্ধির চেয়ে অনেক বেশি জটিল প্রক্রিয়া (এসআই ~ 1400 ডিগ্রি সেন্টিগ্রেডে গলে যায়)। বাণিজ্যিক সাফল্যের সবচেয়ে বড় বাধাগুলির মধ্যে একটি হ'ল পাওয়ার সেমিকন্ডাক্টর ডিভাইসের জন্য উপযুক্ত এসআইসি সাবস্ট্রেটের অভাব।

 

সিলিকনের জন্য, একক-স্ফটিক স্তরগুলি (ওয়েফার) সহজেই উপলব্ধ এবং এটি বৃহত আকারের উত্পাদনের ভিত্তি। যদিও 1970 এর দশকের শেষের দিকে বৃহত-অঞ্চল এসআইসি সাবস্ট্রেটগুলি (পরিবর্তিত লেলি পদ্ধতি) বৃদ্ধির জন্য একটি পদ্ধতি তৈরি করা হয়েছিল, তবে এই স্তরগুলি মাইক্রোপাইপ ত্রুটিগুলিতে ভুগছিল।

 

একটি উচ্চ-ভোল্টেজ পিএন জংশন অনুপ্রবেশকারী একটি একক মাইক্রোপাইপ তার ব্লকিং ক্ষমতাটি ধ্বংস করতে পারে। গত তিন বছরে, মাইক্রোপাইপ ঘনত্ব প্রতি মিমি প্রতি কয়েক হাজার থেকে নেমে গেছে প্রতি মিমি প্রতি দশকে। ফলস্বরূপ, ডিভাইসের আকারগুলি কেবলমাত্র কয়েকটি এমএম² এর মধ্যে সীমাবদ্ধ ছিল, কেবলমাত্র কয়েকটি অ্যাম্পিয়ার সর্বাধিক রেটযুক্ত স্রোত সহ।

 

এসআইসি পাওয়ার ডিভাইসগুলি বাণিজ্যিকভাবে কার্যকর হওয়ার আগে সাবস্ট্রেটের মানের আরও উন্নতি অপরিহার্য।

 

---

Ⅸ। সিক ওয়েফার এবং মাইক্রোপাইপ ঘনত্বের অগ্রগতি

সাম্প্রতিক অগ্রগতিগুলি দেখায় যে অপটোলেক্ট্রোনিক ডিভাইসগুলির জন্য এসআইসি গ্রহণযোগ্য গুণে পৌঁছেছে, উত্পাদন ফলন এবং নির্ভরযোগ্যতা আর উপাদানগত ত্রুটি দ্বারা বাধা দেয় না। উচ্চ-ফ্রিকোয়েন্সি ইউনিপোলার ডিভাইসের জন্য যেমন মোসফেটস এবং স্কটকি ডায়োডগুলির জন্য, মাইক্রোপাইপ ঘনত্ব বেশিরভাগ নিয়ন্ত্রণে থাকে, যদিও এটি এখনও কিছুটা ফলনকে প্রভাবিত করে।

 

উচ্চ-ভোল্টেজ, উচ্চ-শক্তি ডিভাইসগুলির জন্য, এসআইসি উপকরণগুলি এখনও ত্রুটি ঘনত্বকে আরও কমাতে আরও দু'বছরের বিকাশের প্রয়োজন। বর্তমান চ্যালেঞ্জ সত্ত্বেও, সন্দেহ নেই যে এসআইসি একবিংশ শতাব্দীর জন্য অন্যতম প্রতিশ্রুতিবদ্ধ অর্ধপরিবাহী উপকরণ।

 

 

Ⅹ। সম্পর্কিত পণ্য

 

12 ইঞ্চি সিক ওয়েফার 300 মিমি সিলিকন কার্বাইড ওয়েফার পরিবাহী ডামি গ্রেড এন-টাইপ গবেষণা গ্রেড