Elektroanyske komponinten IC-chips yntegreare circuits IC TPS74701QDRCRQ1 ien spot keapje

De relaasje tusken wafels en chips

Oersjoch fan wafers

Om de relaasje tusken wafels en chips te begripen, is it folgjende in oersjoch fan 'e wichtige eleminten fan wafel en chipkennis.

(i) Wat is in wafel

Wafels binne silisium wafels dy't brûkt wurde yn 'e produksje fan silisium semiconductor yntegrearre circuits, dy't neamd wafels fanwege harren sirkulêre foarm;se kinne wurde ferwurke op silisium wafels te foarmjen in ferskaat oan circuit komponinten en wurden yntegrearre circuit produkten mei spesifike elektryske funksjes.De grûnstof foar wafels is silisium, en der is in ûnútputlike oanbod fan silisium dioxide op it oerflak fan 'e ierdkoarste.Silisiumdioxide-erts wurdt raffinearre yn elektryske bôgeofen, chlorearre mei sâltsoer en destillearre om in polysilicium mei hege suverens te meitsjen mei in suverens fan 99,99999999999%.

(ii) Basis grûnstoffen foar wafels

Silisium wurdt ferfine út kwartsân en wafels wurde suvere (99,999%) fan it elemint silisium, dat dan makke wurdt yn silisiumstangen dy't it materiaal wurde foar kwarts-halfgeleiders foar yntegreare circuits.

(iii) Wafer manufacturing proses

Wafers binne it basismateriaal foar it produsearjen fan semiconductor-chips.De wichtichste grûnstof foar yntegreare semiconductor circuits is silisium en komt dêrom oerien mei silisium wafels.

Silisium is in soad fûn yn 'e natuer yn' e foarm fan silikaten of silisiumdiokside yn rotsen en grint.De fabrikaazje fan silisiumwafels kin wurde gearfette yn trije basisstappen: silisiumraffinaazje en suvering, groei fan ienkristal silisium, en wafelfoarming.

De earste is silisiumreiniging, wêrby't de grûnstof fan sân en grint yn in elektryske bôgeofen set wurdt by in temperatuer fan sa'n 2000 °C en yn 'e oanwêzigens fan in koalstofboarne.By hege temperatueren ûndergeane de koalstof en it silisiumdioxide yn it sân en grint in gemyske reaksje (koalstof kombinearret mei soerstof, wêrtroch silisium bliuwt) om suver silisium te krijen mei in suverens fan sa'n 98%, ek wol metallurgysk silisium neamd, dat is net suver genôch foar mikro-elektroanyske apparaten, om't de elektryske eigenskippen fan halfgeleidermaterialen tige gefoelich binne foar de konsintraasje fan ûnreinheden.Silisium fan metallurgyske kwaliteit wurdt dêrom fierder suvere: it gemalen silisium fan metallurgyske kwaliteit wurdt ûnderwurpen oan in chloreringsreaksje mei gasfoarmige wetterstofchloride om floeibere silaan te meitsjen, dat dan destillearre en gemysk fermindere wurdt troch in proses dat heechsuver polykristallijn silisium opbringt mei in suverens fan 99,9999999 %, wat silisium fan elektroanyske klasse wurdt.

Folgjende komt monokristallijn silisium groei, de meast foarkommende metoade neamd direkte pulling (CZ metoade).Lykas werjûn yn it diagram hjirûnder, wurdt hege suverens polysilicium pleatst yn in kwarts kroes en ferwaarme kontinu mei in grafyt heater omlizzende de bûtenkant, behâld fan de temperatuer op likernôch 1400 ° C.It gas yn 'e oven is meastentiids inert, wêrtroch it polysilicium smelt sûnder unwanted gemyske reaksjes te meitsjen.Om inkele kristallen te foarmjen, wurdt de oriïntaasje fan 'e kristallen ek kontrolearre: de kroes wurdt rotearre mei de polysiliciumsmelt, in siedkristal wurdt dêryn ûnderdompele, en in tekenroede wurdt yn 'e tsjinoerstelde rjochting droegen, wylst it stadich en fertikaal nei boppen lûkt fan 'e silisium melt.It smelte polysilicium plakt oan 'e boaiem fan' e siedkristal en groeit nei boppen yn 'e rjochting fan' e roosterarrangement fan it siedkristal.