کچھ عرصہ قبل، یو ایس ایئر فورس ریسرچ لیبارٹری (اے ایف آر ایل) کے جے ڈی بلیونز نے ایک رپورٹ شائع کی تھی جس میں یو ایس سی سی انڈسٹری کی ترقی کے عمل کو متعارف کرایا گیا تھا۔

رپورٹس کے مطابق نارتھ کیرولائنا اسٹیٹ یونیورسٹی طویل عرصے سے SiC sublimation گروتھ پر تحقیق کر رہی ہے۔ متعدد کلیدی پیٹنٹ کے ساتھ،Cree-Research was officially established in 1987.In 1991, it became the first company to provide commercial silicon carbide.

شکل 1. Cree25mm 6H-SiC سبسٹریٹ اور 6H-SiC لیلی ویفر۔

کری-ریسرچ کے علاوہ، 1990 کی دہائی کے اوائل میں،ویسٹنگ ہاؤس ٹیکنالوجی سینٹر اور ایڈوانسڈ ٹیکنالوجی میٹریلز انکارپوریشن (ATMI)وہ SiC تحقیق اور ترقی میں بھی سرگرم عمل ہیں۔

لیکن ،Early research on SiC sublimation growth was full of ups and downs.مائیکرو پائپنگ، ڈوپنگ، پولی ٹائپ کنٹرول، قطر کی توسیع، اور کرسٹل نقائص سمیت مختلف تکنیکی چیلنجز ہیں جن پر قابو پانا مشکل ہے۔

کری-ریسرچ نے 1991 میں 25mm 6H SiC اور 1998 میں 50mm 4H SiC کا آغاز کیا۔ اگرچہ ایک جیسی مصنوعات تیار کرنے والے متعدد سپلائرز ہیں،The prices are very expensive, and the density of microtubules exceeds 100cm-2۔

Figure 2. Early sublimation silicon carbide single crystal suppliers and specifications.

In order to promote wider commercialization of SiC, the U.S. Defense Production Act of 1999"Title III Plan"Providing much-needed start-up capital to the SiC industry, the U.S. Air Force has awarded "cost-share contracts" to 3 companies,بشمول کری ریسرچ، سٹرلنگ (اے ٹی ایم آئی) اور لٹن ایرٹرون،The goal is to expand the SiC substrate diameter to 75mm and improve crystal quality.

2002 میں شروع ہونے والی، امریکی دفاعی ایڈوانسڈ ریسرچ پروجیکٹس ایجنسیWBGS planAlso pays great attention to the development of wide bandgap semiconductor materials,کری اور سٹرلنگ دونوں کو متعلقہ معاہدوں سے نوازا گیا،مقصد یہ ہے کہ N-type اور سیمی انسولیٹنگ SiC سبسٹریٹ قطر کو 100mm تک بڑھایا جائے اور مائکرو ٹیوب کی کثافت کو 1cm-2 سے کم کر دیا جائے۔

تاہم، فنڈنگ ​​حاصل کرنے والے تمام کاروبار اچھا نہیں کرتے۔

دسمبر 2000،لٹن انڈسٹریزwas sold at a price of US$3.8 billion (approximately 24.5 billion yuan) or US$80 per share.Northrop Grummanحصول 2001 کے آخر میں، لٹن-ایئرٹرون کے ایس آئی سی آر اینڈ ڈی ڈیپارٹمنٹII-VI کے ذریعہ حاصل کیا گیا۔

In 2002, just weeks after being awarded the DARPA contract,سٹرلنگUniroyal Corporation، Uniroyal Corporation کی بنیادی کمپنی، نے دیوالیہ پن کے لیے درخواست دائر کی، جس کے نتیجے میں اہم تکنیکی عملے کا اخراج ہوا۔ڈاؤ کارننگ نے فوری طور پر سٹرلنگ کو حاصل کر لیا۔

اور،Early SiC technology development fell far short of contract plan goals.As you can see from the picture below, Cree's quality is significantly better than its competitors.

Figure 4. Cross-polarization images of Cree 75mm, DOW 75mm and II-VI 50mm 4HN SiC (top) and semi-insulating SiC (bottom), circa 2002.

In 2005, DARPA’s support for SiC substrates basically ended.Only Cree shows strong signs of accelerating the commercialization of SiC substrates. At that time, Dow Corning's research and development was still struggling, and II-VI's progress was also very slow.

Subsequently, DARPA focused its investment mainly on SiC power switches and GaN RF devices, from which Cree's substrate business benefited.

2000 کی دہائی کے اوائل میں، کری نے SiC سبسٹریٹ ٹیکنالوجی کی ترقی اور ترویج میں قیادت جاری رکھی۔ عمودی انضمام کے ذریعے، وہ اندرونی استعمال کی طلب کے ذریعے مواد کے معیار میں براہ راست بہتری لانے کے قابل تھے،لیکن اس کا مطلب یہ بھی ہے کہ ان کے سبسٹریٹ اور ایپیٹیکسی گاہک بھی ان کے اہم حریف ہیں۔

امریکہ اس بات پر یقین رکھتا ہے۔SiC سبسٹریٹس کا صرف ایک ہی سپلائر ہے، جو صنعت کی ترقی میں رکاوٹ بن سکتا ہے۔خالص SiC سبسٹریٹ سپلائرز SiC اور GaN ڈیوائس ٹیکنالوجیز کی طویل مدتی ترقی اور تجارتی کاری کے لیے اہم ہیں۔

لہذا، 2003 سے 2017 تک،AFRL has provided 4 large contracts to II-VI Company, totaling more than 350 million yuan.

The main goal of the first two contracts is to expand the diameter of 4HN SiC to 100 mm.However, at that time, II-VI’s 100 mm semi-insulating 6H SiC edge area was covered with formed grains and other defects,Microtubule density reaches 117cm-2(picture below).

لہذا، II-VI کی حمایت کرتے ہوئے،AFRL also supports Intrinsic in developing SiC.اندرونی کی طرف سے بنایا گیا ہےSٹرلنگ حاصل کرنے کے بعدof key personnel.

Intrinsic quickly and successfully demonstrated high-quality 100-mm SiC in less than two years.اس سے بھی اہم بات یہ ہے کہ ستمبر 2005 میں انٹرنسک نے ریلیز کی قیادت کی۔زیرو مائکروپائپس (ZMPTM) 4HN SiC(picture below).

لیکن جولائی 2006 میںکری انٹرنسک حاصل کرتا ہے۔. 2007 میں، کری نے 100mm 4HN ZMPTM SiC، اور 100mm سیمی انسولیٹنگ SiC جاری کیا۔

خوش قسمتی سےThere is also progress in the research and development of II-VI,موجود2003-2010During this period, II-VI expanded the crystal diameter from 50 mm to 100 mm, and also released 100 mm 4HNSiC and semi-insulating SiC.

Caption: II-VI 100-mm semi-insulating 6H SiC substrate (top) and100mm 4HN SiC سبسٹریٹ (نیچے)۔

At the end of 2010, AFRL signed its largest contract with II-VI——20 ملین امریکی ڈالر سے زیادہ (تقریبا 130 ملین یوآن)ترقی اور کمرشلائزیشن پر توجہ کے ساتھ6-inch 4HN SiC and semi-insulating 6H SiC, as well as continued diameter expansion to 8 inchesہے.

Since receiving the funding, II-VI has made significant investments in facilities and equipment, including expanding its New Jersey facility and establishing two manufacturing facilities in Mississippi.

بالآخر، II-VI اپنے خصوصی پیٹنٹ پر انحصار کرتا ہے۔ایڈوانسڈ فزیکل ویپر ٹرانسپورٹ (APVT) اور محوری گریڈینٹ ٹرانسپورٹ (AGT)crystal growth technology,6 انچ اور 8 انچ کے SiC سنگل کرسٹل کے اہداف حاصل کیے گئے۔

II-VI نے 2013 اور 2014 میں بالترتیب مائکرو ٹیوب سے پاک 100mm 6H سیمی انسولیٹنگ اور 150mm 4HN SiC کا مظاہرہ کیا۔ جولائی 2015،Became the first company to display 8-inch 4HN SiC.

مارچ 2017 میں، AFRL نے II-VI کو پانچ سال کے لیے چوتھا معاہدہ دیا،12 ملین امریکی ڈالر (تقریبا RMB 774.8 بلین) کی حکومتی فنڈنگ. یہ کام مینوفیکچرنگ کی کارکردگی کو بہتر بنانے، نقائص کو کم کرنے اور اخراجات کو کم کرنے پر مرکوز ہے،To grow and fabricate 200mm of 4HN SiC and semi-insulating SiC.

These defect-free large-diameter crystals were grown using a new fully automated growth platform, and II-VI successfully reduced the dislocation density of 200mm 4HN SiC to1881cm-2 تک کم کر دیا گیا۔,Thatاس میں 598 سینٹی میٹر-2 کی اسکرو کثافت اور 272 سینٹی میٹر-2 کی بنیاد کی کثافت شامل ہے۔

نیم موصل سیلیکون کاربائیڈ کے لحاظ سے، II-VI بینڈ گیپ کے اندر گہری توانائی کی سطح کو متعارف کرانے کے لیے وینڈیم معاوضے کا استعمال کرتا ہے،We are the only market supplier of semi-insulating SiC doped with vanadium, with its reproducible and highly uniform resistivity exceeding 1011Ω·cm.

اکتوبر 2019،II-VI نے صنعت میں پہلی بار 200 mm 6H سیمی انسولیٹنگ SiC کا مظاہرہ کیا۔

گزشتہ 30 سالوں کے دوران،امریکی محکمہ دفاع وسیع بینڈ گیپ سیمی کنڈکٹرز کے لیے 100,000 ڈالر سے زیادہ فنڈز فراہم کرتا ہے1 بلین امریکی ڈالر (تقریباً 6.457 بلین یوآن)یہ کہا جا سکتا ہے کہ ایک پوری نئی صنعت نے جنم لیا۔کری ریسرچ، ویسٹنگ ہاؤس، نارتھروپ-گرومین، اے ٹی ایم آئی، سٹرلنگ، لٹن-ایئرٹرون، ڈاؤ اور انٹرنسک جیسی کمپنیاں، کچھ حاصل کر لی گئی ہیں اور کچھ غائب ہو گئی ہیں۔اورWolfspeed-Cree, II-VI "Winner takes all"دونوں کمپنیوں کا موجودہ مشترکہ عالمی مارکیٹ شیئر70% سے زیادہ۔

In recent years, as SiC commercial and military demand has grown rapidly, these two companies have also continued to expand production.In September 2019, Wolfspeed-Cree announced its commitment to investامریکی ڈالر 1 اربBuilding the world’s largest SiC power and RF manufacturing facility.And II-VI continues to expand manufacturing capacity in New Jersey, Pennsylvania and Massachusetts.

دستبرداری: یہ مضمون "تیسری نسل کے سیمی کنڈکٹر رجحان" سے دوبارہ تیار کیا گیا ہے۔ یہ مضمون صرف مصنف کے ذاتی خیالات کی نمائندگی کرتا ہے اور Sacco Micro اور صنعت کے خیالات کی نمائندگی نہیں کرتا ہے۔ یہ صرف دوبارہ پرنٹ کرنے اور اشتراک کرنے کے لیے ہے تاکہ املاک دانش کے حقوق کے تحفظ کی حمایت کی جا سکے۔ دوبارہ پرنٹ کرنے کے لیے براہِ کرم اصل ماخذ اور مصنف کی نشاندہی کریں۔ اگر کوئی خلاف ورزی ہوتی ہے تو اسے حذف کرنے کے لیے ہم سے رابطہ کریں۔