Tək kristallar təbiətdə nadirdir və baş verdikdə belə, adətən çox kiçik olurlar - adətən millimetr (mm) miqyasındadırlar və əldə etmək çətindir. Bildirilən brilyantlar, zümrüdlər, əqiqlər və s., ümumiyyətlə, bazar dövriyyəsinə daxil deyil, sənaye tətbiqləri; əksəriyyəti muzeylərdə sərgilənmək üçün nümayiş etdirilir. Bununla belə, bəzi monokristallar inteqral sxem sənayesində tək kristal silisium, optik linzalarda tez-tez istifadə olunan sapfir və üçüncü nəsil yarımkeçiricilərdə təcil qazanan silisium karbid kimi əhəmiyyətli sənaye dəyərinə malikdir. Bu monokristalları sənaye üsulu ilə kütləvi istehsal etmək qabiliyyəti təkcə sənaye və elmi texnologiyada gücü təmsil etmir, həm də zənginliyin simvoludur. Sənayedə monokristal istehsalı üçün əsas tələb böyük ölçüdür, çünki bu, xərclərin daha effektiv şəkildə azaldılması üçün açardır. Aşağıda bazarda tez-tez rast gəlinən bəzi monokristallar verilmişdir:
1. Safir Tək Kristal
Safir monokristal altıbucaqlı kristal sistemi, Mohs sərtliyi 9 və sabit kimyəvi xassələrə malik olan α-Al₂O₃-a aiddir. Turşu və ya qələvi aşındırıcı mayelərdə həll olunmur, yüksək temperaturlara davamlıdır və əla işıq ötürülməsi, istilik keçiriciliyi və elektrik izolyasiyası nümayiş etdirir.
Kristaldakı Al ionları Ti və Fe ionları ilə əvəz edilərsə, kristal mavi görünür və sapfir adlanır. Cr ionları ilə əvəz edilərsə, qırmızı görünür və yaqut adlanır. Bununla belə, sənaye sapfiri saf α-Al₂O₃, rəngsiz və şəffafdır, çirkləri yoxdur.
Sənaye sapfiri adətən qalınlığı 400-700 μm və diametri 4-8 düym olan vafli formasını alır. Bunlar vafli kimi tanınır və kristal külçələrdən kəsilir. Aşağıda hələ cilalanmamış və kəsilməmiş bir kristal sobadan təzə çəkilmiş külçə göstərilir.
2018-ci ildə Daxili Monqolustanda yerləşən Jinghui Electronic Company dünyanın ən böyük 450 kq ultra böyük ölçülü sapfir kristalını uğurla yetişdirdi. Dünyada əvvəlki ən böyük sapfir kristalı Rusiyada istehsal olunan 350 kq kristal idi. Şəkildə göründüyü kimi, bu kristal nizamlı bir forma malikdir, tam şəffafdır, çatlar və taxıl sərhədləri yoxdur və bir neçə qabarcığa malikdir.
2. Tək Kristal Silikon
Hal-hazırda, inteqral sxem çipləri üçün istifadə edilən bir kristal silisium 99,999999% -dən 99,999999999% (9-11 doqquz) təmizliyinə malikdir və 420 kq silisium külçəsi almaz kimi mükəmməl quruluşu saxlamalıdır. Təbiətdə hətta bir karatlıq (200 mq) almaz nisbətən nadirdir.
Təkkristallı silisium külçələrinin qlobal istehsalında beş əsas şirkət üstünlük təşkil edir: Yaponiyanın Shin-Etsu (28,0%), Yaponiyanın SUMCO (21,9%), Tayvanın GlobalWafers (15,1%), Cənubi Koreyanın SK Siltron (11,6%) və Almaniyanın Siltronic (11,3%). Hətta materik Çindəki ən böyük yarımkeçirici vafli istehsalçısı olan NSIG bazar payının cəmi 2,3%-nə sahibdir. Buna baxmayaraq, yeni gələn kimi onun potensialını qiymətləndirməmək olmaz. 2024-cü ildə NSIG inteqral sxemlər üçün 300 mm silikon vafli istehsalının təkmilləşdirilməsi layihəsinə sərmayə qoymağı planlaşdırır və ümumi sərmayə ¥13,2 milyard təşkil edir.
Çiplər üçün xammal kimi yüksək təmizlikli tək kristal silisium külçələri 6 düymdən 12 düym diametrə qədər inkişaf edir. TSMC və GlobalFoundries kimi aparıcı beynəlxalq çip tökmə zavodları 12 düymlük silikon vaflilərdən çiplər hazırlayır, 8 düymlük vaflilər isə tədricən ləğv edilir. Yerli lider SMIC hələ də ilk növbədə 6 düymlük vaflilərdən istifadə edir. Hazırda yalnız Yaponiyanın SUMCO şirkəti yüksək təmizlikdə 12 düymlük vafli substratlar istehsal edə bilir.
3. Qallium arsenid
Qallium arsenid (GaAs) vafliləri mühüm yarımkeçirici materialdır və onların ölçüsü hazırlıq prosesində kritik parametrdir.
Hal-hazırda, GaAs vafliləri adətən 2 düym, 3 düym, 4 düym, 6 düym, 8 düym və 12 düym ölçülərində istehsal olunur. Bunların arasında 6 düymlük vaflilər ən çox istifadə edilən spesifikasiyalardan biridir.
Horizontal Bridgman (HB) üsulu ilə yetişdirilən monokristalların maksimum diametri ümumiyyətlə 3 düym təşkil edir, Liquid-Encapsulated Czochralski (LEC) üsulu isə 12 düym diametrə qədər tək kristallar istehsal edə bilir. Bununla belə, LEC artımı yüksək avadanlıq xərcləri tələb edir və qeyri-bərabər və yüksək dislokasiya sıxlığı olan kristallar verir. Vertical Gradient Freeze (VGF) və Vertical Bridgman (VB) üsulları hazırda nisbətən vahid struktura və aşağı dislokasiya sıxlığına malik diametri 8 düymədək olan tək kristallar istehsal edə bilir.
4 və 6 düymlük yarıizolyasiyalı GaAs cilalanmış vaflilər üçün istehsal texnologiyası ilk növbədə üç şirkət tərəfindən mənimsənilir: Yaponiyanın Sumitomo Electric Industries, Almaniyanın Freiberger Compound Materials və ABŞ-ın AXT. 2015-ci ilə qədər 6 düymlük substratlar artıq bazar payının 90%-dən çoxunu təşkil edirdi.
2019-cu ildə qlobal GaAs substrat bazarında müvafiq olaraq 28%, 21% və 13% bazar payları ilə Freiberger, Sumitomo və Beijing Tongmei üstünlük təşkil etdi. Yole konsaltinq firmasının hesablamalarına görə, GaAs substratlarının qlobal satışı (2 düym ekvivalentinə çevrilmiş) 2019-cu ildə təxminən 20 milyon ədədə çatdı və 2025-ci ilə qədər 35 milyon ədədi keçəcəyi proqnozlaşdırılır. Qlobal GaAs substrat bazarı 2019-cu ildə təqribən 200 milyon dollar dəyərində qiymətləndirildi və illik artım tempi ilə24 milyon dollara çatacağı gözlənilir. (CAGR) 2019-cu ildən 2025-ci ilə qədər 9,67%.
4. Silikon karbid tək kristal
Hazırda bazar 2 düym və 3 düym diametrli silisium karbid (SiC) monokristallarının böyüməsini tam dəstəkləyə bilər. Bir çox şirkətlər 4 düymlük 4H tipli SiC monokristallarının uğurlu artımı haqqında məlumat verdilər ki, bu da Çinin SiC kristal artım texnologiyasında dünya səviyyəli səviyyələrə çatdığını göstərir. Bununla belə, kommersiyalaşmadan əvvəl hələ də əhəmiyyətli bir boşluq var.
Ümumiyyətlə, maye faza üsulları ilə yetişdirilən SiC külçələri nisbətən kiçikdir, qalınlığı santimetr səviyyəsindədir. Bu həm də SiC vaflilərinin yüksək qiymətinin səbəbidir.
XKH safir, silisium karbid (SiC), silisium vafliləri və keramika da daxil olmaqla əsas yarımkeçirici materialların Ar-Ge və fərdi emalı üzrə ixtisaslaşır və kristal böyüməsindən dəqiq emallara qədər tam dəyər zəncirini əhatə edir. İnteqrasiya edilmiş sənaye imkanlarından istifadə edərək, lazer sistemləri, yarımkeçirici enerji tətbiqləri və təkrar enerji tətbiqlərində həddindən artıq ekoloji tələblərə cavab vermək üçün xüsusi kəsmə, səth örtüyü və mürəkkəb həndəsə istehsalı kimi xüsusi həllər tərəfindən dəstəklənən yüksək performanslı sapfir vafliləri, silisium karbid substratları və ultra yüksək təmizlikli silisium vafliləri təmin edirik.
Keyfiyyət standartlarına uyğun olaraq, məhsullarımız mikro səviyyəli dəqiqlik, >1500°C termal dayanıqlıq və üstün korroziyaya davamlılıq xüsusiyyətlərinə malikdir və çətin iş şəraitində etibarlılığı təmin edir. Bundan əlavə, biz kvars substratları, metal/qeyri-metal materiallar və digər yarımkeçirici dərəcəli komponentlər təqdim edirik ki, bu da sənayelər üzrə müştərilər üçün prototipləmədən kütləvi istehsala problemsiz keçidi təmin edir.
Göndərmə vaxtı: 29 avqust 2025-ci il