Електронні компоненти IC Chips Інтегральні схеми IC TPS74701QDRCRQ1 купити в одному місці

Зв'язок між пластинами та чіпсами

Огляд вафель

Щоб зрозуміти зв’язок між пластинами та мікросхемами, нижче наведено огляд ключових елементів знань про пластини та мікросхеми.

(i) Що таке вафля

Вафлі — це кремнієві пластини, які використовуються у виробництві кремнієвих напівпровідникових інтегральних схем, які називаються пластинами через їх круглу форму;їх можна обробити на кремнієвих пластинах для формування різноманітних компонентів схем і стати продуктами інтегральних схем із певними електричними функціями.Сировиною для пластин є кремній, а на поверхні земної кори є невичерпні запаси діоксиду кремнію.Діоксид кремнію очищають в електродугових печах, хлорують соляною кислотою та дистилюють для отримання високочистого полікремнію з чистотою 99,99999999999%.

(ii) Основна сировина для вафель

Кремній очищається з кварцового піску, а пластини очищаються (99,999%) від елемента кремнію, який потім перетворюється на кремнієві стрижні, які стають матеріалом для кварцових напівпровідників для інтегральних схем.

(iii) Процес виробництва вафель

Основним матеріалом для виготовлення напівпровідникових мікросхем є пластини.Найважливішою сировиною для напівпровідникових інтегральних схем є кремній, тому він відповідає кремнієвим пластинам.

Кремній широко зустрічається в природі у формі силікатів або діоксиду кремнію в скелях і гравії.Виробництво кремнієвих пластин можна підсумувати трьома основними етапами: рафінування та очищення кремнію, вирощування монокристалів кремнію та формування пластин.

Перший – це очищення кремнію, коли сировину з піску та гравію поміщають у електродугову піч при температурі близько 2000 °C і в присутності джерела вуглецю.При високих температурах вуглець і діоксид кремнію в піску та гравію вступають у хімічну реакцію (вуглець поєднується з киснем, залишаючи кремній), щоб отримати чистий кремній з чистотою приблизно 98%, також відомий як кремній металургійного класу, який не є достатньо чистий для мікроелектронних пристроїв, оскільки електричні властивості напівпровідникових матеріалів дуже чутливі до концентрації домішок.Тому металургійний кремній додатково очищається: подрібнений металургійний кремній піддається реакції хлорування з газоподібним хлористим воднем для отримання рідкого силану, який потім дистилюється та хімічно відновлюється за допомогою процесу, що дає полікристалічний кремній високої чистоти з чистотою 99,99999999999. %, який стає кремнієм електронного класу.

Далі йде вирощування монокристалічного кремнію, найпоширеніший метод, який називається прямим витягуванням (метод CZ).Як показано на діаграмі нижче, полікремній високої чистоти поміщають у кварцовий тигель і безперервно нагрівають за допомогою графітового нагрівача, що оточує його зовні, підтримуючи температуру приблизно на рівні 1400 °C.Газ у печі зазвичай інертний, що дозволяє полікремнію плавитися без небажаних хімічних реакцій.Щоб утворити монокристали, орієнтація кристалів також контролюється: тигель обертається з розплавом полікремнію, затравковий кристал занурюється в нього, а тяговий стрижень переноситься в протилежному напрямку, повільно і вертикально тягнучи його вгору від розплав кремнію.Розплавлений полікремній прилипає до дна затравкового кристала і росте вгору в напрямку решітки затравкового кристала.