Amhábhair Phríomha le haghaidh Táirgeadh Leathsheoltóra: Cineálacha Foshraitheanna Wafer

Foshraitheanna Wafer mar Ábhair Phríomha i bhFeistí Leathsheoltóra

Is iad foshraitheanna vaiféir iompróirí fisiciúla gléasanna leathsheoltóra, agus bíonn feidhmíocht, costas agus réimsí feidhme na ngléasanna á gcinneadh go díreach ag a n-airíonna ábhartha. Seo a leanas na príomhchineálacha foshraitheanna vaiféir mar aon lena buntáistí agus a míbhuntáistí:

1.Sileacan (Si)

• Sciar den Mhargadh:Is ionann é agus níos mó ná 95% den mhargadh leathsheoltóra domhanda.

• Buntáistí:

  • Costas íseal:Amhábhair flúirseacha (dé-ocsaíd sileacain), próisis déantúsaíochta aibí, agus geilleagair scála láidre.

  • Comhoiriúnacht ardphróisis:Tá teicneolaíocht CMOS an-aibí, ag tacú le nóid chun cinn (m.sh., 3nm).

  • Cáilíocht criostail den scoth:Is féidir vaiféir mhóra-trastomhas (12 orlach den chuid is mó, 18 n-orlach faoi fhorbairt) a bhfuil dlús íseal lochtanna acu a fhás.

  • Airíonna meicniúla cobhsaí:Éasca le gearradh, snasú agus láimhseáil.

• Míbhuntáistí:

  • Bearna banna caol (1.12 eV):Sruth sceite ard ag teochtaí arda, rud a chuireann srian ar éifeachtúlacht na ngléas cumhachta.

  • Bearna banna indíreach:Éifeachtúlacht astaíochta solais an-íseal, neamhoiriúnach do ghléasanna optoelectronic amhail soilse LED agus léasair.

  • Soghluaisteacht leictreon teoranta:Feidhmíocht ardminicíochta níos ísle i gcomparáid le leathsheoltóirí cumaisc.
    

2.Arsainíd Ghailliam (GaAs)

• Iarratais:Gléasanna RF ardminicíochta (5G/6G), gléasanna optoelectronic (léasair, cealla gréine).

• Buntáistí:

  • Soghluaisteacht ard leictreon (5–6× soghluaisteacht sileacain):Oiriúnach d'fheidhmchláir ardluais, ardminicíochta amhail cumarsáid tonnta milliméadair.

  • Bearna banda dhíreach (1.42 eV):Comhshó fótaileictreach ardéifeachtúlachta, bunús léasair infridhearg agus soilse LED.

  • Friotaíocht ardteochta agus radaíochta:Oiriúnach d'aeraspás agus do thimpeallachtaí crua.

• Míbhuntáistí:

  • Costas ard:Ábhar gann, fás criostail deacair (seans maith do dhíláithrithe), méid teoranta na vaiféir (6 orlach den chuid is mó).

  • Meicnic bhriste:Seans maith go bristear é, rud a fhágann toradh íseal próiseála.

  • Tocsaineacht:Éilíonn arsanaic láimhseáil dhian agus rialuithe comhshaoil.

3. Carbaíd Sileacain (SiC)

• Iarratais:Gléasanna cumhachta ardteochta agus ardvoltais (inbhéirteoirí EV, stáisiúin luchtaithe), aeraspás.

• Buntáistí:

  • Bearna banda leathan (3.26 eV):Neart miondealaithe ard (10× neart sileacain), caoinfhulaingt ardteochta (teocht oibriúcháin >200 °C).

  • Seoltacht theirmeach ard (≈3× sileacan):Diomailt teasa den scoth, rud a chuireann dlús cumhachta córais níos airde ar chumas.

  • Caillteanas lasctha íseal:Feabhsaíonn sé éifeachtúlacht chomhshó cumhachta.

• Míbhuntáistí:

  • Ullmhúchán foshraithe dúshlánach:Fás mall criostail (>1 seachtain), rialú deacair lochtanna (micreapíopaí, díláithrithe), costas thar a bheith ard (5–10× sileacan).

  • Méid beag vaiféil:Den chuid is mó 4–6 orlach; 8 n-orlach fós á fhorbairt.

  • Deacair a phróiseáil:An-chrua (Mohs 9.5), rud a fhágann go dtógann gearradh agus snasú go leor ama.

4. Níotráit Ghailliam (GaN)

• Iarratais:Gléasanna cumhachta ardminicíochta (muirearú tapa, stáisiúin bhunáite 5G), soilse LED/léasair gorma.

• Buntáistí:

  • Soghluaisteacht leictreon thar a bheith ard + bearna banda leathan (3.4 eV):Comhcheanglaíonn sé feidhmíocht ardmhinicíochta (>100 GHz) agus ardvoltais.

  • Friotaíocht íseal ar siúl:Laghdaíonn sé caillteanas cumhachta gléas.

  • Comhoiriúnach le heitreoeipiteacsas:De ghnáth fásann siad ar foshraitheanna sileacain, saifír, nó SiC, rud a laghdaíonn costas.

• Míbhuntáistí:

  • Fás criostail aonair i mbulc deacair:Is príomhshrutha an heitreoeipitacs, ach tugann neamhréir laitíse lochtanna isteach.

  • Costas ard:Tá foshraitheanna GaN dúchasacha an-daor (is féidir le sceallóg 2 orlach roinnt mílte USD a chostas).

  • Dúshláin iontaofachta:Éilíonn feiniméin ar nós titim reatha uasmhéadú.

5. Fosfíd Indiam (InP)

• Iarratais:Cumarsáid optúil ardluais (léasair, brathadóirí fótachóta), gléasanna teirehertz.

• Buntáistí:

  • Soghluaisteacht leictreon thar a bheith ard:Tacaíonn sé le hoibriú >100 GHz, ag feidhmiú níos fearr ná GaAs.

  • Bearna banda dhíreach le meaitseáil tonnfhaid:Ábhar croí le haghaidh cumarsáide snáithíní optúla 1.3–1.55 μm.

• Míbhuntáistí:

  • Brioscach agus an-daor:Sáraíonn costas an tsubstráit 100× sileacain, méideanna teoranta na vaiféir (4–6 orlach).

6. Saifír (Al₂O₃)

• Iarratais:Soilsiú LED (foshraith eipitacsach GaN), gloine clúdaigh leictreonaice tomhaltóra.

• Buntáistí:

  • Costas íseal:I bhfad níos saoire ná foshraitheanna SiC/GaN.

  • Cobhsaíocht cheimiceach den scoth:Frithsheasmhach in aghaidh creimeadh, an-inslithe.

  • Trédhearcacht:Oiriúnach do struchtúir LED ingearacha.

• Míbhuntáistí:

  • Mí-oiriúnacht mhór laitíse le GaN (>13%):Is cúis le dlús ard lochtanna, a éilíonn sraitheanna maolánacha.

  • Seoltacht theirmeach lag (~1/20 de shiliceán):Cuireann sé teorainn le feidhmíocht soilse LED ardchumhachta.

7. Foshraitheanna Ceirmeacha (AlN, BeO, srl.)

• Iarratais:Scaiptheoirí teasa do mhodúil ardchumhachta.

• Buntáistí:

  • Insliú + seoltacht theirmeach ard (AlN: 170–230 W/m·K):Oiriúnach le haghaidh pacáistiú ard-dlúis.

• Míbhuntáistí:

  • Neamh-chriostal aonair:Ní féidir fás gléasanna a thacú go díreach, ní úsáidtear iad ach mar foshraitheanna pacáistithe.

8. Foshraitheanna Speisialta

• SOI (Sileacan ar Inslitheoir):

  • Struchtúr:Ceapaire sileacain/SiO₂/sileacain.

  • Buntáistí:Laghdaíonn sé toilleas seadánach, cruaite ag radaíocht, cosc ​​sceite (a úsáidtear in RF, MEMS).

  • Míbhuntáistí:30–50% níos costasaí ná sileacan mórchóir.

• Grianchloch (SiO₂):Úsáidte i bhfótamascanna agus MEMS; friotaíocht ardteochta ach an-leochaileach.

• Diamant:Foshraith leis an seoltacht theirmeach is airde (>2000 W/m·K), faoi T&F le haghaidh diomailt teasa foircneach.

Tábla Achoimre Comparáideach

Príomhfhachtóirí maidir le Roghnú Foshraithe

• Ceanglais feidhmíochta:GaAs/InP le haghaidh ardmhinicíochta; SiC le haghaidh ardvoltais, ardteochta; GaAs/InP/GaN le haghaidh optoelectronics.

• Srianta costais:Is fearr le leictreonaic tomhaltóra sileacan; is féidir le réimsí ardleibhéil préimheanna SiC/GaN a chosaint.

• Castacht chomhtháthaithe:Tá sileacan fós riachtanach le haghaidh comhoiriúnachta CMOS.

• Bainistíocht theirmeach:Is fearr le feidhmchláir ardchumhachta SiC nó GaN atá bunaithe ar diamant.

• Aibíocht an tslabhra soláthair:Si > Sapphire > GaAs > SiC > GaN > InP.

Treocht sa Todhchaí

Cothromóidh comhtháthú héagsúil (e.g., GaN-ar-Si, GaN-ar-SiC) feidhmíocht agus costas, rud a thiomáinfidh dul chun cinn i 5G, i bhfeithiclí leictreacha, agus i ríomhaireacht chandamach.