Yeni orijinal orijinal IC ehtiyatı Elektron Komponentlər Ic Çip Dəstəyi BOM Xidməti DS90UB953TRHBRQ1

1. Niyə çiplər üçün silikon?Gələcəkdə onu əvəz edə biləcək materiallar varmı?
Çiplər üçün xammal silikondan ibarət olan vaflilərdir.“Qumdan çips hazırlamaq olar” kimi yanlış fikir var, amma belə deyil.Qumun əsas kimyəvi komponenti silikon dioksid, şüşə və vaflilərin əsas kimyəvi komponenti də silikon dioksiddir.Fərq ondadır ki, şüşə polikristal silikondur və qumun yüksək temperaturda qızdırılması polikristal silikon verir.Digər tərəfdən, vaflilər monokristal silikondur və əgər onlar qumdan hazırlanırsa, daha çox polikristal silikondan monokristal silikona çevrilməlidirlər.

Silikon tam olaraq nədir və nə üçün ondan çiplər hazırlamaq üçün istifadə edilə bilər, bunu bu məqalədə bir-bir açıqlayacağıq.

Anlamalıyıq ki, silisium materialı çip pilləsinə birbaşa sıçrayış deyil, silisium elementi silisiumdan kvars qumundan təmizlənir, silikon element proton sayı alüminium elementindən bir çox, fosfor elementindən bir azdır. , o, təkcə müasir elektron hesablama cihazlarının maddi əsası deyil, həm də yerdənkənar həyatı axtaran insanların əsas mümkün elementlərindən biridir.Adətən, silisium təmizləndikdə və təmizləndikdə (99,999%), silikon vaflilərdə istehsal oluna bilər, sonra isə vaflilərə dilimlənir.Gofret nə qədər incə olarsa, çipin istehsalının dəyəri bir o qədər aşağı olar, lakin çip prosesi üçün tələblər bir o qədər yüksəkdir.

Silikonu vaflilərə çevirmək üçün üç vacib addım

Xüsusilə, silikonun vaflilərə çevrilməsi üç mərhələyə bölünə bilər: silisiumun təmizlənməsi və təmizlənməsi, tək kristal silikonun böyüməsi və vafli formalaşdırılması.

Təbiətdə silikon ümumiyyətlə qum və çınqılda silikat və ya silikon dioksid şəklində olur.Xammal 2000°C temperaturda və karbon mənbəyinin iştirakı ilə elektrik qövs sobasına yerləşdirilir və yüksək temperaturdan silisium dioksidi karbonla reaksiyaya salmaq üçün istifadə olunur (SiO2 + 2C = Si + 2CO) metallurgiya dərəcəli silisium ( təmizlik təxminən 98%.Lakin bu təmizlik elektron komponentlərin hazırlanması üçün kifayət deyil, ona görə də onu daha da təmizləmək lazımdır.Əzilmiş metallurgiya dərəcəli silikon maye silan istehsal etmək üçün qaz halında hidrogen xlorid ilə xlorlanır, daha sonra distillə edilir və elektron dərəcəli silikon kimi 99,9999999999% təmizliyə malik yüksək saflıqda polisilikon əldə edən proseslə kimyəvi reduksiya edilir.

Beləliklə, polikristal silikondan monokristal silisiumunu necə əldə etmək olar?Ən çox yayılmış üsul birbaşa çəkmə üsuludur, burada polisilikon kvars qabına yerləşdirilir və ətrafda saxlanılan 1400°C temperaturda qızdırılır ki, bu da polisilikon əriməsi əmələ gətirir.Təbii ki, bundan əvvəl toxum kristalını onun içinə batırmaq və çubuqun toxum kristalını əks istiqamətə aparması və onu silisium əriməsindən yavaş-yavaş və şaquli şəkildə yuxarı çəkməsi lazımdır.Polikristal silisium əriməsi toxum kristalının dibinə yapışır və toxum kristal şəbəkəsi istiqamətində yuxarıya doğru böyüyür, çıxarıldıqdan və soyuduqdan sonra daxili toxum kristalı ilə eyni qəfəs oriyentasiyasına malik tək kristal çubuq halına gəlir.Nəhayət, monokristal vaflilər yuvarlanır, kəsilir, üyüdülür, yivlənir və çox vacib vaflilər istehsal olunur.

Kəsmə ölçüsündən asılı olaraq, silikon vaflilər 6", 8", 12" və 18" olaraq təsnif edilə bilər.Gofretin ölçüsü nə qədər böyükdürsə, hər bir vaflidən bir o qədər çox çip kəsilə bilər və bir çipin qiyməti bir o qədər aşağı olur.
2. Silikonun vaflilərə çevrilməsində üç mühüm addım

Xüsusilə, silikonun vaflilərə çevrilməsi üç mərhələyə bölünə bilər: silisiumun təmizlənməsi və təmizlənməsi, tək kristal silikonun böyüməsi və vafli formalaşdırılması.

Təbiətdə silikon ümumiyyətlə qum və çınqılda silikat və ya silikon dioksid şəklində olur.Xammal 2000°C temperaturda və karbon mənbəyinin iştirakı ilə elektrik qövs sobasına yerləşdirilir və yüksək temperaturdan silisium dioksidi karbonla reaksiyaya salmaq üçün istifadə olunur (SiO2 + 2C = Si + 2CO) metallurgiya dərəcəli silisium ( təmizlik təxminən 98%.Lakin bu təmizlik elektron komponentlərin hazırlanması üçün kifayət deyil, ona görə də onu daha da təmizləmək lazımdır.Əzilmiş metallurgiya dərəcəli silikon maye silan istehsal etmək üçün qaz halında hidrogen xlorid ilə xlorlanır, daha sonra distillə edilir və elektron dərəcəli silikon kimi 99,9999999999% təmizliyə malik yüksək saflıqda polisilikon əldə edən proseslə kimyəvi reduksiya edilir.

Beləliklə, polikristal silikondan monokristal silisiumunu necə əldə etmək olar?Ən çox yayılmış üsul birbaşa çəkmə üsuludur, burada polisilikon kvars qabına yerləşdirilir və ətrafda saxlanılan 1400°C temperaturda qızdırılır ki, bu da polisilikon əriməsi əmələ gətirir.Təbii ki, bundan əvvəl toxum kristalını onun içinə batırmaq və çubuqun toxum kristalını əks istiqamətə aparması və onu silisium əriməsindən yavaş-yavaş və şaquli şəkildə yuxarı çəkməsi lazımdır.Polikristal silisium əriməsi toxum kristalının dibinə yapışır və toxum kristal şəbəkəsi istiqamətində yuxarıya doğru böyüyür, çıxarıldıqdan və soyuduqdan sonra daxili toxum kristalı ilə eyni qəfəs oriyentasiyasına malik tək kristal çubuq halına gəlir.Nəhayət, monokristal vaflilər yuvarlanır, kəsilir, üyüdülür, yivlənir və çox vacib vaflilər istehsal olunur.

Kəsmə ölçüsündən asılı olaraq, silikon vaflilər 6", 8", 12" və 18" olaraq təsnif edilə bilər.Gofretin ölçüsü nə qədər böyükdürsə, hər bir vaflidən bir o qədər çox çip kəsilə bilər və bir çipin qiyməti bir o qədər aşağı olur.

Niyə silikon çiplər hazırlamaq üçün ən uyğun materialdır?

Teorik olaraq, bütün yarımkeçiricilər çip materialları kimi istifadə edilə bilər, lakin silisiumun çiplərin hazırlanması üçün ən uyğun material olmasının əsas səbəbləri aşağıdakılardır.

1, yerin elementar tərkibinin sıralamasına görə, sıra ilə: oksigen > silisium > alüminium > dəmir > kalsium > natrium > kalium ...... silisiumun ikinci yerdə olduğunu görə bilərsiniz, məzmunu böyükdür, bu da imkan verir çip demək olar ki, tükənməz xammal ehtiyatına sahib olmalıdır.

2, silisium elementinin kimyəvi xassələri və material xüsusiyyətləri çox sabitdir, ən erkən tranzistor germanium yarımkeçirici materialların istifadəsidir, lakin temperatur 75 ℃-dən çox olduğu üçün keçiricilik böyük bir dəyişiklik olacaq, əksinə sonra PN qovşağına çevriləcəkdir. germaniumun silisiumdan sızma cərəyanı, buna görə də çip materialı kimi silikon elementin seçilməsi daha məqsədəuyğundur;

3, silisium elementinin təmizlənməsi texnologiyası yetkin və aşağı qiymətə malikdir, bu gün silikonun təmizlənməsi 99,9999999999% -ə çata bilər.

4, silikon materialın özü toksik deyil və zərərsizdir, bu da onun çiplər üçün istehsal materialı kimi seçilməsinin vacib səbəblərindən biridir.