امروزه، سیلیکون، اساس الکترونیک مدرن، را می توان به اشکال مختلف یافت. در اینجا شما تکنیک های پردازش سیلیکون را به دقیق ترین بلوک های دستگاه های لبه برش بررسی خواهید کرد. دست به کار شوید و دریابید که چگونه سیلیکون در فناوری ای که زندگی روزمره ما را هدایت می کند، شکل می گیرد.
1. قالب گیری تزریق لاستیک سیلیکون
کمربند ایمنی خود را ببندید و بیایید سطح تولید خود را ارتقا دهیم تا مقادیر زیادی قطعات کوچک را به روش های بی سابقه ای تولید کنیم! قالب گیری تزریقی با لاستیک سیلیکون مایع (LSR) تکنیکی است که برای ارائه قطعات دقیق و قابل اعتماد به شما طراحی شده است. تصور کنید که یک مایع دو قسمتی در حال تبدیل به واشر، مهر و موم، لوله پزشکی و هر چیزی که قابل تصور است این قدرت قالب گیری تزریقی LSR است.
فرآیند چگونه کار می کند
- ایجاد قالب: در مرحله اول، ایجاد یک قالب مطابق با مشخصات طراحی شما است. این قالب معمولاً از مواد سختی مانند فولاد یا آلومینیوم ساخته می‌شود تا سیلیکون مایع را در حین پخت در خود جای دهد.
- اختلاط مواد: LSR دارای دو جزء است، پایه و کاتالیزور. در این فرآیند، این مواد را با دقت مخلوط می‌کنید تا عمل آوری شروع شود.
- تزریق و پخت: مذاب مخلوط تحت فشار به داخل حفره قالب تزریق می شود و تا دمای لازم گرم می شود. اینجاست که گرما واکنش شیمیایی دیگری را فعال می کند و باعث می شود سیلیکون مایع شکل نهایی خود را به خود بگیرد.
- خروج قطعه: پس از پخت، قالب شروع به باز شدن می کند و با بیرون ریختن قسمت لاستیکی سیلیکونی تمام شده، آماده استفاده است.
مزایا
- انعطاف پذیری استثنایی
- دقت و جزئیات بالا
- محدوده دمایی گسترده
- گزینه های زیست سازگار
محدودیت ها
- هزینه های اولیه ابزار و تجهیزات بالا.
- فقط به نوع خاصی از مواد سیلیکونی محدود می شود.
- زمان راه اندازی طولانی تر از سایر فرآیندهای قالب گیری.
- امکان تشکیل گلبول های مایع و سپس درمان پس از آن.
برنامه های کاربردی خاص
- تجهیزات پزشکی
- محصولات مصرفی
- قطعات خودرو: مهر و موم، رفع آب و هوا، و لرزشگیر
- محصولات کودک: دندانه دار، نوک پستان بطری و پستانک ها.
2. قالب گیری فشرده سازی لاستیک سیلیکونی
قالب گیری فشرده سازی لاستیک سیلیکونی روشی ارزان تر برای شکل دادن مواد سیلیکونی به قسمت های مختلف است. این فرآیند شما را قادر می سازد تا لاستیک سیلیکون جامد نشده را به قالب حفره گرم شده تزریق کنید و در نتیجه فرم نهایی را تولید کنید.
فرآیند چگونه کار می کند
- آماده سازی قالب: قالب دو نفره که معمولا از فولاد یا آلومینیوم ساخته می شود، بر اساس ایده شما طراحی و ساخته می شود.
- بارگیری مواد: راب های لاستیک سیلیکونی پخته نشده که از قبل اندازه گیری شده اند در حفره قالب باز قرار می گیرند.
- فشرده سازی و پخت: لاستیک مذاب تحت فشار زیاد به داخل حفره ریخته می شود و به لاستیک اجازه می دهد سوراخ را پر کند. حرارت اعمال می شود و سیلیکون را به شکل نهایی خود سفت می کند.
- قسمت بیرون ریختن: در نهایت قالب را باز می کنید و قسمت سیلیکونی کامل آزاد می شود. چرخه برای تولید مداوم ادامه دارد.
مزایا
- مناسب برای خروجی کم و زیاد
- هزینه تجهیزات کمتر از قالب گیری تزریقی است.
- می تواند قطعات بزرگتر را در خود جای دهد
- مناسب برای ایجاد قطعات با ضخامت دیواره یکنواخت.
- حداقل ضایعات مواد
محدودیت ها
- زمان تولید طولانی تر در مقایسه با قالب گیری تزریقی.
- فقط به هندسه قسمت های ساده تر محدود می شود
- به اندازه قالب گیری تزریقی دقیق نیست
- تشکیل فلش امکان پذیر است. بنابراین، پس پردازش مورد بحث قرار می گیرد.
برنامه های کاربردی خاص
- مهر و موم و واشر برای صنایع مختلف
- حلقه های O
- صفحه کلید و دکمه ها
- تجهیزات و قطعات پزشکی
- قطعات و قطعات صنعتی.
3. قالب گیری لاستیک سیلیکونی انتقال
این فرآیند از یک محفظه پیش گرم شده و یک پیستون برای تولید بسیاری از قطعات پیچیده با بهره وری نسبتا خوب استفاده می کند. قالب گیری انتقال لاستیکی سیلیکونی یک روش تولید رایج است که برای تشکیل قطعات لاستیکی سیلیکونی استفاده می شود. این کار را با انتقال مایع سیلیکونی از پیش اندازه‌گیری شده به داخل یک حفره قالب گرم شده از طریق یک سیستم دونده انجام می‌دهید، که سپس به شکل مورد نیاز جامد می‌شود.
چگونه کار می کند
- طراحی قالب: تکنیکی شبیه به قالب گیری فشرده با قالبی که برای طراحی شما سفارشی شده است، اعمال می شود. این قالب دارای ناحیه ای در بالای آن است که سیلیکون پخته نشده قرار دارد.
- شارژ مواد: قالب را با مقدار لاستیک سیلیکونی پخته نشده که از قبل اندازه گیری شده است در محفظه سمت راست قرار می دهید.
- انتقال و پخت: یک پیستون فشار خود را اعمال می کند، بنابراین سیلیکون را از طریق یک اسپرو (یک کانال) و به داخل حفره قالب گرم می برد. سپس سیلیکون پخته شده و شکل داده شده، تحت فشار پخته می شود تا به شکل نهایی خود برسد.
- قسمت خروج: سپس قالب پخته شده باز می شود و محصول سیلیکونی نهایی آزاد می شود. شما آماده اسلاید مجدد برای تولید بیشتر هستید.
مزایا
- مناسب حتی برای قطعاتی با هندسه پیچیده و پیچیده
- تزریق حفره ها با درج و اجزا را فعال می کند.
- ایده آل برای نمونه سازی و تولید با حجم کم تا متوسط.
- حداقل ضایعات مواد
- می توان قطعاتی با ضخامت دیواره یکنواخت تولید کرد.
محدودیت ها
- زمان چرخه طولانی تر در مقایسه با قالب گیری تزریقی در مقایسه با قالب گیری تزریقی
- هزینه ابزار اولیه بالا
- خطر تشکیل فلاش که نیاز به پردازش بیشتر دارد.
- فقط به چند نوع مواد سیلیکونی محدود می شود.
- نیازمند اپراتورهای ماهر جهت نصب و راه اندازی
برنامه های کاربردی خاص
- اجزای دستگاه پزشکی
- مهر و موم و واشر
- کانکتورهای الکتریکی
- قطعات خودرو
- صفحه کلید و دکمه ها
4. اکستروژن لاستیک سیلیکونی
اکستروژن لاستیک سیلیکونی یک فرآیند تولیدی است که در آن لاستیک سیلیکونی از طریق قالب رانده می شود تا پروفیل هایی با سطح مقطع یکنواخت از جمله واشر تولید شود.
چگونه کار می کند
- آماده سازی مواد: لاستیک سیلیکونی که هنوز پخته نشده است، متشکل از ترکیب دو قسمتی، مخلوط شده و برای پردازش بیشتر آماده می شود.
- تغذیه و گرمایش: سیلیکون مخلوط به یک قیف وارد می شود و سپس توسط یک پیچ از داخل یک بشکه گرم شده عبور می کند. دما و فشار بالاتر به کاهش ویسکوزیته و همچنین تسهیل جریان آسان آن کمک می کند.
- Shaping Through the Die: سیلیکون دارای ماده اصلی است: قالب. این ابزار دقیقاً شکل نهایی قالب سیلیکونی شما را پس از عبور مواد از آن می سازد.
- عمل آوری و برش: به غیر از قالب، پروفیل سیلیکونی تشکیل شده از فر کیورینگ عبور می کند و شکل آن را سفت می کند. در نهایت، دستگاه برش با طول های دقیق اندازه گیری شده روی پروفیل می رود.
مزایا
- مهندسی شده برای تولید قطعات با جزئیات ظریف و اشکال پیچیده،.
- قالب گیری بیش از حد درج ها یا اجزا را فراهم می کند.
- برای تولید با حجم کم تا متوسط عالی است.
- حداقل ضایعات مواد
- می تواند اقلامی با ضخامت دیواره ثابت تولید کند.
محدودیت ها
- زمان‌های چرخه طولانی‌تر نسبت به قالب‌گیری تزریقی، یعنی.
- هزینه ابزار اولیه بالا
- پتانسیل تشکیل فلش، با نیاز به پردازش پس از یک امکان.
- آنها را فقط می توان بر روی نوع خاصی از مواد سیلیکونی استفاده کرد.
- برای نصب و راه اندازی اولیه از کارکنان مجرب دعوت می شود.
برنامه های کاربردی خاص
- اجزای دستگاه پزشکی
- مهر و موم و واشر
- کانکتورهای الکتریکی
- قطعات خودرو
- صفحه کلید و دکمه ها.
5. کلندرینگ لاستیک سیلیکونی
امکانات بی پایان تولید ورق سیلیکونی کامل و نازک را از طریق کشف کنید تقویم لاستیک سیلیکونی. این تکنیک از روش غلتک های گرم شده استفاده می کند که سیلیکون خام را به ورق هایی با ضخامت دقیق تبدیل می کند.
فرآیند چگونه کار می کند
وارد فرآیند تقویم سازی شوید:
- آماده سازی مواد: اول از همه، شما از یک لاستیک سیلیکونی پخته نشده استفاده خواهید کرد، که معمولاً با حرارت پخته شده است. چنین موادی را می توان از قبل گرم یا اکسترود کرد تا به بافت مورد نظر دست یابد.
- تغذیه و نورد: سیلیکون روی یک سری غلتک فولادی در داخل دستگاه کلندری گرم می شود و به دستگاه تغذیه می شود. این غلتک ها در جهت مخالف می چرخند و به مواد شکل می دهند.
- کنترل ضخامت و خواص: می توانید فاصله بین غلتک ها و سرعت چرخش آنها را تغییر دهید تا ضخامت و خواص مکانیکی مورد نظر برای ورق کلندری به دست آید.
- تولید مداوم: از طریق غلتک ها، سیلیکون در حین عبور به ورقه ای با ضخامت یکنواخت تبدیل می شود. همانطور که ورق کلندری شده از دستگاه خارج می شود، برای پردازش یا استفاده بیشتر روی یک قرقره حلقه می شود.
مزایا
- تولید با حجم بالا: مقادیر زیادی ورق های سیلیکونی را به روشی با کارایی بالا تولید کنید که برای مصارف صنعتی عالی است.
- کنترل ضخامت دقیق: در کاربردهایی که یکنواختی را شامل می شود، به تلورانس های بسیار نزدیک در ضخامت ورق دست یابید.
- تطبیق پذیری مواد: از مواد سیلیکونی مختلف برای تنظیم دقیق خواص ورق مانند استحکام، انعطاف پذیری و مقاومت در برابر دما استفاده کنید.
- فرآیند مستمر: تا زمانی که مواد اولیه دارید خط تولید را بدون وقفه نگه دارید. زمان خرابی را به حداقل می رساند.
محدودیت ها
- پیچیدگی شکل محدود
- پایان سطح
- احتمال نقص داخلی.
برنامه های کاربردی خاص
- واشر و مهر و موم
- غشاها و دیافراگم ها
- پوشش های نساجی
- کاربردهای پزشکی
- آسترهای صنعتی و تسمه نقاله.
6. رسوب بخار شیمیایی (CVD)
رسوب بخار شیمیایی (CVD) یک روش رسوب لایه نازک است که برای تولید لایه های مواد با کیفیت بالا و دقیق مانند سیلیکون بر روی سطح زیرلایه استفاده می شود. این شامل یک توالی از واکنش های شیمیایی دقیق است که در یک محفظه خلاء انجام می شود.
فرآیند چگونه کار می کند
- آماده سازی: بستر تمیز شده و در محفظه خلاء قرار می گیرد. گازهای اولیه، متشکل از فیلم نهایی مورد انتظار، عرضه می شوند.
- فعال سازی: گازهای پیش ساز یا گرم می شوند یا در معرض پلاسما قرار می گیرند که باعث تجزیه یا واکنش آنها با یکدیگر می شود.
- رسوب گذاری: گازها در حالت پیش ساز تجزیه یا واکنش داده و به تدریج به سطح زیرلایه گرم شده نزدیکتر می شوند.
- تشکیل فیلم: این قطعات به صورت شیمیایی روی سطح زیرلایه واکنش داده و باند می شوند و به تدریج لایه لایه نازک مورد نظر را می سازند.
- پاکسازی و خروج هوا: هنگامی که ضخامت لایه به دست آمد، محفظه با یک گاز بی اثر از واکنش دهنده ها پاک می شود و سپس برای آزاد کردن آنها تخلیه می شود.
مزایا
- تنظیم دقیق ضخامت و ترکیب فیلم.
- تمیزی فیلم هایی که رسوب می کنند نیز افزایش می یابد.
- پوشش سطحی منسجم بر روی هندسه های خاص بستر.
- انواع مواد را می توان رسوب داد.
- مقیاس پذیر برای تولید صنعتی
محدودیت ها
- تجهیزات و هزینه های عملیاتی بالا.
- محدود شدن به موادی که فقط می توانند به روشی از پیش تعیین شده ذوب و رسوب شوند
- شکاف پذیری با عیوب احتمالی سوراخ ها و ترک ها تعیین می شود.
- نرخ رسوب ممکن است برای فیلم های ضخیم به طور کلی کند باشد.
- احتمال سمیت گاز پیش ساز و خطرات زیست محیطی
برنامه های کاربردی خاص
- ساخت دستگاه های نیمه هادی
- سلول های خورشیدی لایه نازک
- پوشش های محافظ برای صنایع هوافضا و خودرو
- پوشش های نوری برای لنزها و آینه ها
- پوشش های مقاوم در برابر سایش برای ابزارهای برش
7. اپیتاکسی پرتو مولکولی (MBE)
اپیتاکسی پرتو مولکولی (MBE) یک تکنیک رسوب لایه نازک با خلاء بسیار بالا (UHV) است که برای رشد لایه های کریستالی و تک کریستالی کامل از مواد، به ویژه نیمه هادی ها استفاده می شود. این نوعی رسوب است که در آن اتم‌ها یا مولکول‌های منفرد روی یک بستر گرم شده متمرکز می‌شوند، جایی که به هم متصل می‌شوند و سپس یک ساختار کریستالی را لایه به لایه تشکیل می‌دهند.
فرآیند چگونه کار می کند
- آماده‌سازی منبع: مواد با خلوص بالا به سلول‌های افیوژن وارد می‌شوند که سپس گرم می‌شوند و منجر به تولید اتم‌ها یا مولکول‌ها به شکل پرتو می‌شوند.
- کنترل پرتو: این تیرها از طریق محفظه UHV توسط دریچه ها و شیرهایی که قابلیت هدایت آنها را به سمت بستر دارند، منتقل می شوند.
- رشد و اپیتاکسی: بستر تا دمای خاصی گرم می‌شود، سپس اتم‌ها یا مولکول‌های ورودی به هم متصل می‌شوند و یک لایه کریستالی تشکیل می‌دهند که با ساختار زیرلایه مطابقت دارد (اپیتاکسی).
- نظارت و کنترل: فرآیند رشد از طریق روش‌های درجا مانند پراش الکترون پرانرژی انعکاسی (RHEED) برای ضخامت و یکنواختی بهتر لایه نظارت می‌شود.
مزایا
- ضخامت فیلم، ترکیب آن و ساختار کریستالی آن را دقیقاً کنترل کنید.
- کیفیت بالای لایه های رسوبی
- توانایی رشد هتروساختارهای پیچیده و چاه های کوانتومی.
- دقت در سطح اتمی، طراحی نانووسایل را ممکن می سازد.
- مناسب برای تحقیق و توسعه در صنایع نیمه هادی و نوری
محدودیت ها
- هزینه های اولیه و عملیاتی بالا.
- محدود به مواد با فشار بخار کم و پرتوهای اتمی پایدار.
- محدوده کوچک و محدودیت های توان عملیاتی در مقایسه با سایر روش های رسوب گذاری
- حساسیت به آلودگی در محیط خلاء
- نیازهای پیچیده عملیات و تعمیر و نگهداری
برنامه های کاربردی خاص
- تولید دستگاه های نیمه هادی که شامل ترانزیستور و دیود می باشد.
- استفاده از نقاط کوانتومی و ساختارهای چاه کوانتومی برای دستگاه‌های الکترونیک نوری.
- لایه های نازک ابررسانا
- سلول های فتوولتائیک که نور خورشید را به برق تبدیل می کنند و پنل های خورشیدی.
- تحقیقات بنیادی در علم مواد و فیزیک ماده چگال.
8. سیلیکون اچینگ
حکاکی سیلیکونی یک روش کاهشی برای حذف سیلیکون اضافی از ویفر در طول فرآیند میکروساخت است. این سیلیکون را به شکل الگوها و ویژگی‌های دقیقی که برای دستگاه‌های الکترونیکی، کانال‌های میکروسیال و دیگر ساختارهای میکرو و نانومقیاس لازم است، استخراج می‌کند.
فرآیند چگونه کار می کند
دو نوع اصلی اچ سیلیکونی وجود دارد:
حکاکی مرطوب از محلول مایع (اچانت) استفاده می کند که با سیلیکون برهمکنش می کند و آن را به تدریج حل می کند. سرعت اچ کردن بستگی به جهت کریستالی سیلیکون دارد (اچ ناهمسانگرد) یا تقریباً یکنواخت است (اچ همسانگرد).
اچ پلاسما از یک گاز یونیزه (پلاسما) استفاده می کند که حاوی ذرات فعالی است که سطح سیلیکون را بمباران می کند و منجر به تجزیه و تبخیر آن می شود. اچ پلاسما کنترل اچ بیشتری را فراهم می کند و می تواند اچ ناهمسانگرد بیشتری نسبت به اچ مرطوب ارائه دهد.
- حکاکی مرطوب
- آماده سازی ماسک: ویفر سیلیکونی با مقاومت نوری یا نیترید سیلیکون پوشانده می شود تا نواحی اچ را مشخص کند.
- اچینگ: ویفر در محلول اچانت انتخاب شده غوطه ور می شود. نواحی سیلیکونی که در معرض اچانت قرار می گیرند با واکنش با آن با سرعت کنترل شده حل می شوند.
- برداشتن ماسک: مرحله دوم برداشتن نگهدارنده ماسک است و ویژگی های سیلیکونی حکاکی شده را پشت سر می گذارد.
- اچ پلاسما
- آماده سازی ماسک: مانند حکاکی مرطوب، ماسک از سایر نواحی در برابر اچ شدن محافظت می کند.
- تولید پلاسما: نمونه ای از گازی که می توان از آن استفاده کرد (اکسیژن یا فلوئور) در حین یونیزه شدن به محفظه وارد می شود تا پلاسما را تشکیل دهد.
- اچینگ: ویفر در معرض پلاسما قرار می گیرد. یون‌های واکنش‌پذیر در پلاسما برای حکاکی سطح سیلیکون به عمق مورد نظر استفاده می‌شوند.
- حذف ماسک: از طریق فرآیند لایه برداری از مواد ماسک، ویژگی های سیلیکونی طرح دار نمایان می شود.
مزایا
- وضوح بالا و قابلیت تنظیم ویژگی ها به شکل و اندازه دلخواه.
- مقیاس پذیر برای پاسخگویی به نیازهای تحقیقاتی در مقیاس کوچک و تولید در مقیاس بزرگ.
- سازگاری با فناوری های ساخت نیمه هادی.
- به ساختارهای عالی با نسبت تصویر بالا دست یابید.
محدودیت ها
- نرخ اچ به جهت گیری بستر و ساختار کریستالی بستگی دارد.
- اچ کردن ایزوتروپیک ممکن است باعث از بین رفتن ویژگی ماسک شود.
- روش های سنتی اچ باعث آسیب یا زبری سطح جدید می شود.
- اچینگ انتخابی ممکن است نیاز به تنظیم دقیق پارامترهای فرآیند داشته باشد.
- نگرانی های ایمنی در مورد جابجایی مواد اچ و دفع آنها.
برنامه های کاربردی خاص
- ساخت دستگاه های نیمه هادی، از جمله ساخت ترانزیستور و ساخت مدار مجتمع (IC).
- ساخت سیستم های میکروالکترومکانیکی (MEMS).
- ساخت دستگاه فوتونیک، از جمله موجبرها و بلورهای فوتونیک.
- نانوتکنولوژی مطالعه و ساخت نانوساختارها است.
- ساخت دستگاه میکروسیال برای کاربردهای آزمایشگاهی روی تراشه است.
9. دوپینگ سیلیکونی
دوپینگ سیلیکونی یک تکنیک بسیار مفید است که به طور گسترده برای تغییر رسانایی الکتریکی سیلیکون خالص استفاده می شود. این فرآیند شامل افزودن هدفمند برخی از اتم های خارجی (ناخالص کننده ها) به ساختار کریستالی سیلیکون است. این ناخالصی ها تعداد الکترون های آزاد داخل سیلیکون را تغییر می دهند و در نتیجه آن را از یک عایق (سیلیکون خالص) به یک نیمه هادی با خواص الکتریکی کنترل شده تنظیم می کنند.
فرآیند چگونه کار می کند
- تهیه ویفر سیلیکونی: ویفرهای سیلیکونی با خلوص بالا به عنوان ماده اولیه عمل می کنند.
- دوپانت مقدمه: دو تکنیک اصلی دوپینگ شناخته شده است:
- انتشار: اتم های ناخالص با دمای بالا در ویفر سیلیکونی پخش می شوند. این کار را می توان با قرار دادن ویفر در معرض یک منبع ناخالص گازی یا با غوطه ور کردن آن در محلول مایع حاوی ماده ناخالص انجام داد.
- کاشت یون: یون های مواد ناخالص با انرژی بالا (اتم های باردار) از طریق بستر سیلیکونی نفوذ می کنند. چنین روشی کنترل ناخالص را از نظر غلظت و عمق دقیق تر می کند.
- فعال سازی ناخالصی: پس از ادغام ناخالصی، ویفر می تواند تحت یک فرآیند فعال سازی در دمای بالا قرار گیرد تا بررسی شود که اتم های ناخالص نقاط مورد نظر در شبکه سیلیکونی را پر کرده و از نظر الکتریکی فعال شوند.
مزایا
- توانایی کنترل خواص الکترونیکی سیلیکون برای برنامه های کاربردی دستگاه های نیمه هادی سفارشی.
- کنترل دقیق غلظت و توزیع ناخالصی.
- تنظیم دقیق مقدار و توزیع ناخالصی.
- سازگاری با فرآیندهای فعلی تولید نیمه هادی.
- ساخت اتصالات pn و دیگر ساختارهای دستگاه نیمه هادی را امکان پذیر می کند.
- تکرارپذیری بالا و مقیاس پذیری کامل برای تولید در مقیاس بزرگ.
محدودیت ها
- نیاز به استفاده از بسترهای سیلیکونی و مواد ناخالص با خلوص بالا دارد.
- انتشار و فعال شدن مواد ناخالص ممکن است باعث ایجاد نقص و کاهش عملکرد دستگاه شود.
- آسیب کاشت ممکن است به مراحل بازپخت اضافی برای بازیابی کریستال نیاز داشته باشد.
- جداسازی و انتشار مواد ناخالص می تواند در مراحل با دمای بالا از فرآیند رخ دهد.
- استراتژی های پیچیده کنترل فرآیند و بهینه سازی برای به دست آوردن خواص مواد مورد نیاز استفاده می شود.
برنامه های کاربردی خاص
- آی سی های CMOS (مکمل فلز-اکسید-نیمه هادی).
- انسان سازی: ترانزیستورهای پیوند دوقطبی (BJT) و ترانزیستورهای اثر میدانی (FET).
- سلول های خورشیدی و پنل های خورشیدی.
- وسایل برقی مانند دیودها و تریستورها.
- سنسورها و محرک های MEMS (سیستم های میکروالکترومکانیکی).
10. تبلور مجدد سیلیکون
تبلور مجدد سیلیکون در اینجا به مجموعه‌ای از روش‌هایی اشاره دارد که برای تبدیل سیلیکون آمورف (غیر بلوری) به شکل کریستالی مرتب‌تری استفاده می‌شوند. سیلیکون آمورف مانند سیلیکون کریستالی مرتبه دوربرد اتم ها را ندارد. این تأثیر عمده ای بر ویژگی های الکتریکی آن دارد و استفاده از آن را در ساخت دستگاه های الکترونیکی محدود می کند. تبلور مجدد ساختار کریستالی را بازسازی می کند، که به نوبه خود هدایت الکتریکی مواد را بهبود می بخشد و آن را برای استفاده های متعدد مناسب می کند.
فرآیند چگونه کار می کند
- بازپخت لیزری: یک پرتو لیزر قدرتمند برای گرم کردن با سرعت نور در ناحیه کوچکی از سیلیکون آمورف استفاده می‌شود.
- از این رو، این گرما برای ذوب شدن مواد و جامد شدن مجدد به شکل کریستالی در هنگام خنک شدن کافی است.
- اپیتاکسی فاز جامد (SPE): بر روی سطح سیلیکون آمورف، یک لایه نازک از سیلیکون کریستالی رسوب می کند. این لایه دانه به عنوان ماتریکسی عمل می کند که سیلیکون کریستالی از لایه آمورف در اطراف آن رشد می کند.
- تبلور جانبی ناشی از فلز (MLC): اساساً سیلیکون آمورف توسط یک لایه نازک از یک فلز خاص (یعنی نیکل) پوشیده شده است. انتشار فلز در لایه آمورف رخ می دهد، که باعث تشکیل دانه های سیلیکون کریستالی می شود.
مزایا
- ساختار کریستالی و کیفیت مواد سیلیکونی را بهبود می بخشد.
- خواص الکتریکی، از جمله تحرک حامل و طول عمر را افزایش می دهد.
- عیوب و ناخالصی های موجود در مواد را کاهش می دهد.
- کارایی نیمه هادی های طراحی شده با سیلیکون تبلور مجدد را افزایش می دهد.
- سازگار با روش های ساخت سیلیکون از قبل ایجاد شده.
محدودیت ها
- کاربردهای گرمایش و سرمایش انرژی بر
- در تجهیزات و همچنین در کوره های اتمسفر کنترل شده با اندازه میکرون تخصص دارد
- بسته به کیفیت مواد سیلیکونی
- علیرغم تبلور مجدد سیلیکون، عیوب مرز دانه هنوز می تواند وجود داشته باشد
- گران تر از سایر فناوری های تولید سیلیکون است.
برنامه های کاربردی خاص
- ساخت دستگاه های نیمه هادی شامل مدارهای مجتمع و سلول های خورشیدی.
- دستگاه های الکترونیکی پیشرفته ای که خلوص بالاتر کریستال ها را می طلبند.
- بسترهای سیلیکون روی عایق (SOI) برای فناوری پیشرفته CMOS.
- الکترونیک قدرت طوری طراحی شده است که تا حد امکان قابل اعتماد و کارآمد باشد.
- تحقیق و توسعه مواد و دستگاه های نیمه هادی جدید.
نتیجه گیری
این سفری بود که نشان داد سیلیکون چقدر می تواند همه کاره باشد. خواه به شکل گیری جاهای خالی برای واشرها یا ایجاد ویژگی های پیچیده روی ریزتراشه ها، سازگاری سیلیکون غیرقابل انکار است. با افزایش پیچیدگی نوآوری، این روش‌های پردازش باقی خواهند ماند، از این رو، بخش الکترونیک و بالاتر را شکل خواهند داد.
منابع بیشتر:
درک UL94v-0: لاستیک سیلیکونی – منبع: LEGENDAY
پلی اورتان در مقابل لاستیک سیلیکونی – منبع: LEGENDAY
آیا دکمه های لاستیکی سیلیکونی برای شما خوب هستند؟ – منبع: LEGENDAY
قالب گیری لاستیک سیلیکونی مایع – منبع: LEGENDAY
کلندرینگ لاستیکی سیلیکونی چیست؟ – منبع: LEGENDAY
لاستیک سیلیکونی مایع درجه پزشکی چیست؟ – منبع: LEGENDAY
فرآیند قالب گیری تزریق لاستیک سیلیکون مایع گام به گام – منبع: LEGENDAY
10 تولید کننده برتر لاستیک سیلیکون مایع در جهان – منبع: LEGENDAY
تفاوت بین رزین سیلیکون و لاستیک سیلیکون چیست؟ – منبع: LEGENDAY