ស្រទាប់​ស៊ីមីកុងដុកទ័រ​ជំនាន់​ក្រោយ៖ ត្បូងកណ្តៀង ស៊ីលីកុន និងស៊ីលីកុនកាប៊ីដ

នៅក្នុងឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រ ស្រទាប់ខាងក្រោមគឺជាសម្ភារៈមូលដ្ឋានដែលដំណើរការឧបករណ៍ពឹងផ្អែក។ លក្ខណៈសម្បត្តិរូបវន្ត កម្ដៅ និងអគ្គិសនីរបស់វាប៉ះពាល់ដោយផ្ទាល់ទៅលើប្រសិទ្ធភាព ភាពជឿជាក់ និងវិសាលភាពនៃការអនុវត្ត។ ក្នុងចំណោមជម្រើសទាំងអស់ ត្បូងកណ្តៀង (Al₂O₃) ស៊ីលីកុន (Si) និងស៊ីលីកុនកាបៃ (SiC) បានក្លាយជាស្រទាប់ខាងក្រោមដែលប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយបំផុត ដោយនីមួយៗមានភាពល្អឥតខ្ចោះនៅក្នុងវិស័យបច្ចេកវិទ្យាផ្សេងៗគ្នា។ អត្ថបទនេះស្វែងយល់ពីលក្ខណៈសម្ភារៈ ទេសភាពនៃការអនុវត្ត និងនិន្នាការអភិវឌ្ឍន៍នាពេលអនាគតរបស់វា។

ត្បូងកណ្តៀង៖ សេះធ្វើការអុបទិក

ត្បូងកណ្តៀង គឺជាទម្រង់គ្រីស្តាល់តែមួយនៃអុកស៊ីដអាលុយមីញ៉ូម ដែលមានបន្ទះឈើឆកោន។ លក្ខណៈសម្បត្តិសំខាន់ៗរបស់វារួមមាន ភាពរឹងពិសេស (ភាពរឹង Mohs 9) តម្លាភាពអុបទិកទូលំទូលាយពីអ៊ុលត្រាវីយូឡេទៅអ៊ីនហ្វ្រារ៉េដ និងភាពធន់នឹងសារធាតុគីមីខ្លាំង ដែលធ្វើឱ្យវាល្អសម្រាប់ឧបករណ៍អុបតូអេឡិចត្រូនិច និងបរិស្ថានដ៏អាក្រក់។ បច្ចេកទេសលូតលាស់កម្រិតខ្ពស់ដូចជា វិធីសាស្ត្រផ្លាស់ប្តូរកំដៅ និងវិធីសាស្ត្រ Kyropoulos រួមផ្សំជាមួយនឹងការប៉ូលាគីមី-មេកានិច (CMP) បង្កើតបន្ទះសៀគ្វីដែលមានភាពរដុបនៃផ្ទៃក្រោមណាណូម៉ែត្រ។

ស្រទាប់​ត្បូង​កណ្តៀង​ត្រូវ​បាន​គេ​ប្រើប្រាស់​យ៉ាង​ទូលំទូលាយ​នៅ​ក្នុង​អំពូល LED និង​មីក្រូ LED ជា​ស្រទាប់ epitaxial GaN ដែល​ស្រទាប់​ត្បូង​កណ្តៀង​ដែល​មាន​លំនាំ (PSS) ធ្វើ​ឲ្យ​ប្រសើរ​ឡើង​នូវ​ប្រសិទ្ធភាព​នៃ​ការ​ទាញ​យក​ពន្លឺ។ ពួកវា​ក៏​ត្រូវ​បាន​ប្រើ​នៅ​ក្នុង​ឧបករណ៍ RF ប្រេកង់​ខ្ពស់​ដោយសារ​តែ​លក្ខណៈ​សម្បត្តិ​អ៊ីសូឡង់​អគ្គិសនី​របស់​ពួកវា និង​នៅ​ក្នុង​កម្មវិធី​អេឡិចត្រូនិក​ប្រើប្រាស់ និង​អាកាសចរណ៍​ជា​បង្អួច​ការពារ និង​គម្រប​ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញា។ ដែនកំណត់​រួម​មាន​ចរន្ត​កម្ដៅ​ទាប (35–42 W/m·K) និង​ភាព​មិន​ស៊ី​គ្នា​នៃ​បន្ទះ​ឈើ​ជាមួយ GaN ដែល​ទាមទារ​ស្រទាប់​សតិបណ្ដោះអាសន្ន​ដើម្បី​កាត់បន្ថយ​ពិការភាព។

ស៊ីលីកុន៖ មូលនិធិមីក្រូអេឡិចត្រូនិច

ស៊ីលីកុននៅតែជាឆ្អឹងខ្នងនៃអេឡិចត្រូនិចប្រពៃណីដោយសារតែប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីឧស្សាហកម្មចាស់ទុំរបស់វា ចរន្តអគ្គិសនីដែលអាចលៃតម្រូវបានតាមរយៈការបន្ថែមសារធាតុបន្ថែម និងលក្ខណៈសម្បត្តិកម្ដៅកម្រិតមធ្យម (ចរន្តកម្ដៅ ~150 W/m·K ចំណុចរលាយ 1410°C)។ សៀគ្វីរួមបញ្ចូលគ្នាជាង 90% រួមទាំងស៊ីភីយូ អង្គចងចាំ និងឧបករណ៍តក្កវិជ្ជា ត្រូវបានផលិតនៅលើបន្ទះស៊ីលីកុន។ ស៊ីលីកុនក៏គ្របដណ្ដប់លើកោសិកា photovoltaic និងត្រូវបានគេប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនៅក្នុងឧបករណ៍ថាមពលទាបទៅមធ្យមដូចជា IGBTs និង MOSFETs។

ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ស៊ីលីកុនប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាប្រឈមនានានៅក្នុងកម្មវិធីវ៉ុលខ្ពស់ និងប្រេកង់ខ្ពស់ ដោយសារតែគម្លាតកម្រិតបញ្ជូនតូចចង្អៀត (1.12 eV) និងគម្លាតកម្រិតបញ្ជូនដោយប្រយោល ដែលកំណត់ប្រសិទ្ធភាពនៃការបញ្ចេញពន្លឺ។

ស៊ីលីកុនកាបៃ៖ អ្នកច្នៃប្រឌិតថាមពលខ្ពស់

SiC គឺជាសម្ភារៈពាក់កណ្តាលចរន្តជំនាន់ទីបីដែលមាន bandgap ធំទូលាយ (3.2 eV) វ៉ុលបំបែកខ្ពស់ (3 MV/cm2) ចរន្តកំដៅខ្ពស់ (~490 W/m·K) និងល្បឿនតិត្ថិភាពអេឡិចត្រុងលឿន (~2×10⁷ cm/s)។ លក្ខណៈទាំងនេះធ្វើឱ្យវាល្អសម្រាប់ឧបករណ៍វ៉ុលខ្ពស់ ថាមពលខ្ពស់ និងប្រេកង់ខ្ពស់។ ស្រទាប់ខាងក្រោម SiC ជាធម្មតាត្រូវបានដាំដុះតាមរយៈការដឹកជញ្ជូនចំហាយរូបវន្ត (PVT) នៅសីតុណ្ហភាពលើសពី 2000°C ជាមួយនឹងតម្រូវការដំណើរការស្មុគស្មាញ និងច្បាស់លាស់។

កម្មវិធីរួមមានយានយន្តអគ្គិសនី ដែល SiC MOSFETs ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវប្រសិទ្ធភាពអាំងវឺរទ័រពី 5–10% ប្រព័ន្ធទំនាក់ទំនង 5G ដោយប្រើ SiC ពាក់កណ្តាលអ៊ីសូឡង់សម្រាប់ឧបករណ៍ RF GaN និងបណ្តាញឆ្លាតវៃជាមួយនឹងការបញ្ជូនចរន្តផ្ទាល់វ៉ុលខ្ពស់ (HVDC) ដែលកាត់បន្ថយការខាតបង់ថាមពលរហូតដល់ 30%។ ដែនកំណត់គឺថ្លៃដើមខ្ពស់ (បន្ទះសៀគ្វីទំហំ 6 អ៊ីញមានតម្លៃថ្លៃជាងស៊ីលីកុន 20–30 ដង) និងបញ្ហាប្រឈមនៃដំណើរការដោយសារតែភាពរឹងខ្លាំង។

តួនាទីបំពេញបន្ថែម និងទស្សនវិស័យនាពេលអនាគត

ត្បូងកណ្តៀង ស៊ីលីកុន និង SiC បង្កើតបានជាប្រព័ន្ធអេកូឡូស៊ីស្រទាប់ខាងក្រោមដែលបំពេញបន្ថែមគ្នានៅក្នុងឧស្សាហកម្មស៊ីមីកុងដុកទ័រ។ ត្បូងកណ្តៀងគ្របដណ្ដប់លើអុបតូអេឡិចត្រូនិច ស៊ីលីកុនគាំទ្រមីក្រូអេឡិចត្រូនិចប្រពៃណី និងឧបករណ៍ថាមពលទាបទៅមធ្យម ហើយ SiC នាំមុខគេក្នុងវិស័យអេឡិចត្រូនិចថាមពលវ៉ុលខ្ពស់ ប្រេកង់ខ្ពស់ និងប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។

ការអភិវឌ្ឍនាពេលអនាគតរួមមានការពង្រីកកម្មវិធី sapphire នៅក្នុង LEDs ដែលមាន UV ជ្រៅ និង micro-LEDs ដែលអាចឱ្យ heteroepitaxy GaN ដែលមានមូលដ្ឋានលើ Si បង្កើនប្រសិទ្ធភាពប្រេកង់ខ្ពស់ និងពង្រីកការផលិត wafer SiC ដល់ 8 អ៊ីញជាមួយនឹងទិន្នផលប្រសើរឡើង និងប្រសិទ្ធភាពចំណាយ។ សម្ភារៈទាំងនេះរួមគ្នាកំពុងជំរុញការច្នៃប្រឌិតនៅទូទាំង 5G, AI និងចល័តភាពអគ្គិសនី ដែលបង្កើតជាបច្ចេកវិទ្យា semiconductor ជំនាន់ក្រោយ។