Calidad Oblea del nitruro del galio & Oblea del zafiro fabricante

Predicción y desafíos de los materiales semiconductores de quinta generación     Los semiconductores son la piedra angular de la era de la información, y la iteración de sus materiales determina directamente los límites de la tecnología humana.Desde la primera generación de semiconductores basados en silicio hasta la actual cuarta generación de materiales de banda ancha ultra ancha, cada generación de innovación ha impulsado un desarrollo vertiginoso en campos como la comunicación, la energía y la informática.Al analizar las características de los materiales semiconductores de cuarta generación y la lógica del reemplazo generacional, se especulan las posibles direcciones de los semiconductores de quinta generación y, al mismo tiempo, se explora el camino de avance para China en este campo.       I. Características de los materiales semiconductores de cuarta generación y la lógica del reemplazo generacional         La "Era Fundamental" de la primera generación de semiconductores: silicio y germanio     Las características:Los semiconductores elementales representados por el silicio (Si) y el germanio (Ge) tienen las ventajas de un bajo coste, un proceso maduro y una alta fiabilidad.Las diferencias entre las dos bandas son limitadas por el ancho de banda relativamente estrecho (Si: 1,12 eV, Ge: 0,67 eV), lo que resulta en una tensión de resistencia deficiente y un rendimiento de alta frecuencia insuficiente. Aplicaciones:Circuitos integrados, células solares, dispositivos de bajo voltaje y baja frecuencia. La razón del cambio de generación:Con la creciente demanda de rendimiento de alta frecuencia y alta temperatura en los campos de la comunicación y la optoelectrónica, los materiales a base de silicio son poco a poco incapaces de satisfacer las demandas.         Las obleas ópticas Windows & Si de ZMSH         Semiconductores de segunda generación: La "Revolución Optoelectrónica" de los semiconductores compuestos   Las características:Los compuestos del grupo III-V representados por el arseniuro de galio (GaAs) y el fosfuro de indio (InP) presentan un ancho de banda mayor (GaAs: 1,42 eV), alta movilidad electrónica,y son adecuados para la conversión de alta frecuencia y fotoeléctrica. Aplicaciones:Dispositivos de radiofrecuencia 5G, láseres, comunicaciones por satélite. Los desafíos:La escasez de materiales (como las reservas de indio de sólo el 0,001%), los altos costes de preparación y la presencia de elementos tóxicos (como el arsénico). La razón para el reemplazo generacional:Los nuevos equipos de energía y alta tensión han planteado mayores requisitos de resistencia y eficiencia a la tensión, lo que ha impulsado la aparición de materiales de banda ancha.       Las obleas GaAs y InP de ZMSH       Semiconductores de tercera generación: la "Revolución de la Energía" con banda ancha   Características:Con el carburo de silicio (SiC) y el nitruro de galio (GaN) como núcleo, el ancho de banda se aumenta significativamente (SiC: 3.2 eV, GaN: 3.4 eV), con un campo eléctrico de alta degradación,alta conductividad térmica y características de alta frecuencia. Aplicaciones:Sistemas de accionamiento eléctrico para vehículos de nueva energía, inversores fotovoltaicos, estaciones base 5G. Ventajas:El consumo de energía se reduce en más del 50% en comparación con los dispositivos basados en silicio, y el volumen se reduce en un 70%. La razón para el reemplazo generacional:Los campos emergentes como la inteligencia artificial y la computación cuántica requieren materiales de mayor rendimiento para el soporte, y los materiales de banda ancha han surgido como lo requiere The Times.       Las obleas de SiC y GaN de ZMSH       Semiconductores de cuarta generación: el "avance extremo" de la banda ultra ancha   Las características:Representado por óxido de galio (Ga2O3) y diamante (C), el ancho de banda ha aumentado aún más (óxido de galio: 4,8 eV), con una resistencia de encendido ultrabaja y un voltaje de resistencia ultraalto,y con un enorme potencial de costo. Aplicaciones:Chips de energía de ultraalta tensión, detectores ultravioleta profunda, dispositivos de comunicación cuántica. Desarrollo:Los dispositivos de óxido de galio pueden soportar voltajes superiores a 8000V, y su eficiencia es tres veces mayor que la del SiC. La lógica del reemplazo generacional:La búsqueda global de poder de computación y eficiencia energética se ha acercado al límite físico, y los nuevos materiales necesitan lograr saltos de rendimiento a escala cuántica.       Wafer Ga2O3 de ZMSH y GaN en Diamante         II. Tendencias en semiconductores de quinta generación: el "Plan de futuro" de materiales cuánticos y estructuras bidimensionales       Si la trayectoria evolutiva de "expansión de ancho de banda + integración funcional" continúa, los semiconductores de quinta generación pueden centrarse en las siguientes direcciones: 1) Aislador topológico:Con las características de conducción superficial y aislamiento interno, se puede utilizar para construir dispositivos electrónicos de energía cero,romper el cuello de botella de la generación de calor de los semiconductores tradicionales. 2) Materiales bidimensionales:El graphene y el disulfuro de molibdeno (MoS2), con espesor a nivel atómico, dotan de una respuesta de frecuencia ultra alta y un potencial de electrones flexible. 3) Puntos cuánticos y cristales fotónicos:Mediante la regulación de la estructura de la banda a través del efecto de confinamiento cuántico, se logra la integración multifuncional de luz, electricidad y calor. 4) Biosemiconductores:Materiales autoensamblados basados en ADN o proteínas, compatibles con sistemas biológicos y circuitos electrónicos. 5) Las fuerzas motrices centrales:La demanda de tecnologías disruptivas como la inteligencia artificial, las interfaces cerebro-computadora,y la superconductividad a temperatura ambiente está promoviendo la evolución de los semiconductores hacia la inteligencia y la biocompatibilidad.       Iii. Oportunidades para la industria de semiconductores de China: de "seguir" a "mantener el ritmo"       1) Los avances tecnológicos y la estructura de la cadena industrial · Semiconductores de tercera generación:China ha logrado la producción en masa de sustratos de SiC de 8 pulgadas, y los MOSFET de SiC de grado automotriz se han aplicado con éxito en fabricantes de automóviles como BYD. · Semiconductores de cuarta generación:La Universidad de Correos y Telecomunicaciones de Xi'an y el 46o Instituto de Investigación de China Electronics Technology Group Corporation han descubierto la tecnología epitaxial de óxido de galio de 8 pulgadas,Entrando en el primer escalón del mundo.     2) Apoyo político y de capital · elEl 14o Plan Quinquenal del país ha enumerado los semiconductores de tercera generación como un enfoque clave, y los gobiernos locales han establecido fondos industriales por valor de más de 10 mil millones de yuanes. · elEntre los diez mejores avances tecnológicos en 2024, se seleccionaron logros como dispositivos de nitruro de galio de 6-8 pulgadas y transistores de óxido de galio,Demostrando una tendencia de avance en toda la cadena industrial.       IV. Desafíos y el camino a través de la brecha       1) Cuello de botella técnico · Preparación del material:El rendimiento del crecimiento de cristal único de gran tamaño es bajo (por ejemplo, el óxido de galio es propenso a la grieta), y la dificultad de control de defectos es alta. · Confiabilidad del dispositivo:Los estándares de prueba de vida en alta frecuencia y alto voltaje aún no están completos, y el ciclo de certificación para dispositivos de grado automotriz es largo.       2) Deficiencias en la cadena industrial · Los equipos de gama alta dependen de las importaciones:Por ejemplo, la tasa de producción nacional de hornos de crecimiento de cristal de carburo de silicio es inferior al 20%. · Debilidad del ecosistema de aplicaciones:Las empresas de la cadena de producción inferior prefieren los componentes importados y la sustitución nacional requiere orientación política.     3) Desarrollo estratégico 1- Colaboración entre la industria y la universidad:Basándose en el modelo de "Alianza de Semiconductores de Tercera Generación",Nos uniremos con las universidades (como la Universidad de Zhejiang, el Instituto de Tecnología de Ningbo) y las empresas para abordar las tecnologías centrales.. 2Competencia diferenciada:Se centrará en mercados incrementales como la nueva energía y la comunicación cuántica, y evitará una confrontación directa con los gigantes tradicionales. 3El cultivo del talento:Establecer un fondo especial para atraer a los mejores académicos extranjeros y promover la construcción de la disciplina de "Ciencia e Ingeniería de Chips".   Desde el silicio hasta el óxido de galio, la evolución de los semiconductores es una épica de la humanidad rompiendo los límites físicos.Si China puede aprovechar la ventana de oportunidad de los semiconductores de cuarta generación y hacer planes prospectivos para los materiales de quinta generaciónComo dijo el académico Yang Deren: "La verdadera innovación requiere el coraje de tomar caminos desconocidos." En este camino, la resonancia de la política, el capital y la tecnología determinará el vasto océano de la industria de semiconductores de China.     ZMSH, como proveedor en el sector de los materiales semiconductores,ha establecido una presencia integral en toda la cadena de suministro, desde las obleas de silicio/germanio de primera generación hasta las películas finas de óxido de galio y diamantes de cuarta generación.La empresa se centra en mejorar el rendimiento de producción en masa de componentes de semiconductores de tercera generación, como sustratos de carburo de silicio y obleas epitaxiales de nitruro de galio.Al mismo tiempo que avanza en sus reservas técnicas en preparación de cristales para materiales de banda ultra anchaAprovechando un sistema de I + D, crecimiento de cristales y procesamiento integrado verticalmente, ZMSH ofrece soluciones de materiales personalizadas para estaciones base 5G, dispositivos de energía de nueva energía y sistemas de láser UV.La empresa ha desarrollado una estructura de capacidad de producción graduada que va desde obleas de arseniuro de galio de 6 pulgadas hasta obleas de carburo de silicio de 12 pulgadas, contribuyendo activamente al objetivo estratégico de China de construir una base material autosuficiente y controlable para la competitividad de la próxima generación de semiconductores.       La oblea de zafiro de 12 pulgadas de ZMSH y la oblea de SiC de 12 pulgadas:           * Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.            

Método de detección de dislocación de SiC           Para cultivar cristales de SiC de alta calidad, es necesario determinar la densidad de dislocación y la distribución de los cristales de semilla para seleccionar los cristales de semilla de alta calidad.el estudio de los cambios de dislocaciones durante el proceso de crecimiento del cristal también es propicio para la optimización del proceso de crecimientoEl dominio de la densidad de dislocación y la distribución del sustrato es también muy importante para el estudio de defectos en la capa epitaxial. it is necessary to characterize and analyze the crystallization quality and defects of SiC crystals through reasonable techniques to accelerate the production and preparation of high-quality and large-sized SiCLos métodos de detección de defectos de SiC se pueden clasificar en métodos destructivos y métodos no destructivos. Los métodos destructivos incluyen el grabado en húmedo y la microscopía electrónica de transmisión (TEM).Los métodos no destructivos incluyen la caracterización no destructiva por fluorescencia catódica (CL), tecnología de perfiles de rayos X (XRT), fotoluminiscencia (PL), tecnología de fotostres, espectroscopia de Raman, etc.         La corrosión húmeda es el método más común para estudiar las dislocaciones.Cuando las obleas corroídas de SiC se observan bajo un microscopioEn general, hay tres formas de hoyos de corrosión en la superficie de Si: casi circular, hexagonal y en forma de concha.TSD y BPD defectos respectivamenteLa figura 1 muestra la morfología del pozo de corrosión.detector de dislocación y otros dispositivos desarrollados pueden detectar de manera integral e intuitiva la densidad de dislocación y distribución de la placa de corrosiónLa microscopía electrónica de transmisión puede observar la estructura subterránea de las muestras a nanoescala y también detectar defectos cristalinos como BPD, TED y SF en SiC.es una imagen TEM de dislocaciones en la interfaz entre cristales de semilla y cristales en crecimiento. CL y PL pueden detectar de forma no destructiva defectos en el subsuelo de los cristales, como se muestra en las figuras 3 y 4.y amplios materiales de semiconductores de banda ancha pueden ser excitados eficazmente.     Fig. 2 TEM de dislocaciones en la interfaz entre cristales de semilla y cristales en crecimiento bajo diferentes vectores de difracción       Fig. 3 El principio de las dislocaciones en las imágenes CL       La topografía de rayos X es una poderosa técnica no destructiva que puede caracterizar los defectos de cristal a través del ancho de los picos de difracción.Topografía de rayos X de haz monocromático sincrotrón (SMBXT) utiliza una reflexión de cristal de referencia altamente perfecta para obtener rayos X monocromáticos, y se toman una serie de mapas topográficos en diferentes partes de la curva de reflexión de la muestra.permitiendo así la medición de los parámetros de la red y las orientaciones de la red en diferentes regionesLos resultados de las imágenes de las dislocaciones juegan un papel importante en el estudio de la formación de las dislocaciones.La tecnología de tensión óptica puede utilizarse para ensayos no destructivos de la distribución de defectos en las obleas.La figura 6 muestra la caracterización de los sustratos de cristal único de SiC mediante tecnología de estrés óptico. La espectroscopia de Raman es también un método de detección subterránea no destructivo.Descubrió por el método de dispersión de Raman que las posiciones de pico sensibles de MP, TSDs y TEDs están en ~ 796cm-1, como se muestra en la Figura 7.     Fig. 7 Detección de dislocación por el método PL. a) Los espectros PL medidos por TSD, TMD, TED y las regiones libres de dislocación de 4H-SiC; (b), (c), (d) Imágenes microscópicas ópticas de TED, TSD y mapas de mapeo de intensidad TMD y PL; e) Imagen PL de las DPB     ZMSH ofrece silicio monocristalino de tamaño ultra grande y silicio policristalino de columna, y también puede personalizar el procesamiento de varios tipos de componentes de silicio, lingotes de silicio, varillas de silicio,anillos de silicio, los anillos de enfoque de silicio, los cilindros de silicio y los anillos de escape de silicio.         Como líder mundial en materiales de carburo de silicio, ZMSH ofrece una cartera completa de productos SiC de alta calidad, incluidos el tipo 4H/6H-N, el tipo aislante 4H/6H-SEMI y los politipos 3C-SiC,con un tamaño de oblea de 2 a 12 pulgadas y una tensión nominal personalizable de 650V a 3300VAprovechando tecnología de crecimiento de cristales patentada y técnicas de procesamiento de precisión,Hemos logrado una producción de masa estable con una densidad de defecto muy baja (< 100/cm2) y una rugosidad superficial a nanoescala (Ra < 0).2nm), manteniendo una capacidad de producción mensual de 10.000 obleas.Servicio a más de 50 clientes globales en vehículos de nueva energía, las comunicaciones 5G y las aplicaciones de energía industrial.Continuaremos invirtiendo en I + D de SiC de gran diámetro para impulsar el avance de la industria de semiconductores de banda ancha y apoyar los objetivos de neutralidad de carbono.       El siguiente es el sustrato SiC de tipo 4H-N,SEMI,3C-N y la oblea de semilla SiC de ZMSH:             * Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.                

Otra de las aplicaciones más interesantes del SiC - guías de onda ópticas a todo color     Como material típico de la tercera generación de semiconductores, el SiC y su desarrollo industrial han estado creciendo como brotes de bambú después de una lluvia de primavera en los últimos años.Los sustratos de SiC han establecido un punto de apoyo en vehículos eléctricos y aplicaciones industrialesEl SiC se ha convertido en una fuerza motriz clave para este desarrollo debido a su excelente rendimiento y a su cadena de suministro en continua evolución.El SiC tiene una excelente conductividad térmica, por lo que una potencia nominal similar también se puede lograr en un paquete más pequeño.     Además, también observamos la aplicación de materiales SiC en guías de ondas ópticas holográficas.Se informa que muchas empresas líderes de AR han comenzado a centrar su atención en las guías de onda ópticas de carburo de silicio.     La imagen promocional de la guía de ondas óptica a todo color SiC en la exposición SEMICON       ¿Por qué se puede utilizar el material SiC en el campo de las guías de onda ópticas a todo color?     (1) El SiC tiene un alto índice de refracción   El índice de refracción del SiC (2.6-2.7) es significativamente mayor que el del vidrio tradicional (1.5-2.0) y la resina (1.4-1.7).las lentes ópticas de guía de ondas hechas de él pueden proporcionar un campo de visión más amplioMientras tanto, este alto índice de refracción permite que el SiC limite más eficazmente la luz en la guía de ondas óptica difractiva, reduciendo así la pérdida de energía de la luz y mejorando el brillo de la pantalla.     Las obleas de SiC de 6 pulgadas de ZMSH son de tipo SEMI y 4H-N       (2) Diseño de una sola capa     Teóricamente, una lente SiC de una sola capa puede lograr un campo de visión a todo color de más de 80 °, mientras que las lentes de vidrio deben apilarse en tres capas para alcanzar 40 °.     (3) Reducir el peso     La estructura de una sola capa reduce la cantidad de material utilizado. Combinado con la alta resistencia del propio SiC, el peso total de las gafas AR se reduce significativamente, mejorando el confort de uso.- ¿ Qué?     Las lentes SiC pueden reducir significativamente el peso del dispositivo y ampliar el campo de visión, haciendo que el peso total de las gafas AR atraviese el punto crítico de 20 g, cerca de la forma de las gafas ordinarias.La tecnología de pantalla Micro LED con sustrato de carburo de silicio puede comprimir el volumen del módulo en un 40%, aumenta la eficiencia de brillo en 2,3 veces y mejora el efecto de visualización de las gafas AR.     Las obleas de SiC de 2 pulgadas de ZMSH son de tipo 4H-SEMI         (4) Características de disipación de calor     El material SiC tiene una excelente conductividad térmica (490 W/m·K), que puede conducir rápidamente el calor generado por los módulos optomecánicos y informáticos a través del propio guía de ondas,En lugar de confiar en el diseño de disipación de calor de la pierna de espejo tradicionalEsta característica resuelve el problema de degradación del rendimiento de los dispositivos AR causado por la acumulación de calor y al mismo tiempo mejora la eficiencia de disipación de calor.   La alta conductividad térmica combinada con la tecnología de corte de bajo estrés puede mejorar en gran medida el problema del "patrón del arco iris" de las lentes ópticas de guía de ondas.en combinación con el diseño integrado de disipación de calor de la lámina de guía de ondas, se puede reducir la temperatura de funcionamiento del sistema opto-mecánico y mejorar el problema de disipación de calor.     (5) Apoyo     La resistencia mecánica, la resistencia al desgaste y la estabilidad térmica del SiC garantizan la estabilidad estructural de las guías de onda ópticas durante el uso a largo plazo.especialmente adecuado para escenarios que requieren componentes ópticos de alta precisión, como los telescopios espaciales y las gafas AR.   Las características del mencionado material SiC han superado los cuellos de botella de las guías de onda ópticas tradicionales en términos de efecto de visualización, peso de volumen y capacidad de disipación de calor.y se han convertido en una dirección de innovación clave en el campo de las guías de onda ópticas a todo color- ¿ Por qué?     ZMSH ofrece una gama completa de sustratos de carburo de silicio (SiC) de alta calidad, incluidos los politipos de tipo 4H/6H-N, 4H/6H-SEMI, 6H/4H-P y 3C-N,que cumplen los requisitos exigentes de los dispositivos de potencia y los chips de RFA través de tecnologías patentadas de crecimiento de cristales y técnicas de procesamiento de precisión,Hemos logrado la producción en masa de sustratos de SiC de gran diámetro (2-12 pulgadas) con una densidad de defecto muy baja (< 100/cm2) y una rugosidad superficial a nanoescala (Ra < 0).2nm), por lo que son particularmente adecuados para componentes ópticos de alta precisión, como los espejos de telescopios espaciales y los módulos ópticos AR.Procesamiento de obleas para la certificación de calidad, ZMSH ofrece soluciones integrales con especificaciones personalizables para ayudar a los clientes a superar las barreras técnicas.   Wafer de SiC de tipo 3C-N de ZMSH:           * Por favor, póngase en contacto con nosotros para cualquier preocupación de derechos de autor, y los abordaremos rápidamente.