Elektroniske komponenter IC Chips Integrerede kredsløb IC TPS74701QDRCRQ1 one spot buy

Forholdet mellem wafers og chips

Oversigt over wafers

For at forstå forholdet mellem wafers og chips er det følgende en oversigt over nøgleelementerne i wafer og chips viden.

(i) Hvad er en wafer

Wafers er siliciumwafers, der bruges til fremstilling af siliciumhalvleder integrerede kredsløb, som kaldes wafers på grund af deres cirkulære form;de kan bearbejdes på siliciumwafers til at danne en række kredsløbskomponenter og blive integrerede kredsløbsprodukter med specifikke elektriske funktioner.Råmaterialet til wafers er silicium, og der er en uudtømmelig forsyning af siliciumdioxid på overfladen af ​​jordskorpen.Siliciumdioxidmalm raffineres i lysbueovne, kloreres med saltsyre og destilleres til fremstilling af et polysilicium med høj renhed med en renhed på 99,99999999999%.

(ii) Grundlæggende råvarer til wafers

Silicium raffineres fra kvartssand og wafers renses (99,999%) fra grundstoffet silicium, som derefter laves til siliciumstænger, der bliver materialet til kvartshalvledere til integrerede kredsløb.

(iii) Fremstillingsproces for wafer

Wafers er det grundlæggende materiale til fremstilling af halvlederchips.Det vigtigste råmateriale til halvleder integrerede kredsløb er silicium og svarer derfor til silicium wafers.

Silicium findes i vid udstrækning i naturen i form af silikater eller siliciumdioxid i sten og grus.Fremstillingen af ​​siliciumwafers kan opsummeres i tre grundlæggende trin: siliciumraffinering og -rensning, enkeltkrystal siliciumvækst og waferdannelse.

Den første er siliciumrensning, hvor råmaterialet af sand og grus sættes i en lysbueovn ved en temperatur på omkring 2000 °C og i nærvær af en kulstofkilde.Ved høje temperaturer gennemgår kulstoffet og siliciumdioxidet i sandet og gruset en kemisk reaktion (kulstof kombineres med ilt og efterlader silicium) for at opnå rent silicium med en renhed på omkring 98 %, også kendt som silicium af metallurgisk kvalitet, som ikke er rent nok til mikroelektroniske enheder, fordi de elektriske egenskaber af halvledermaterialer er meget følsomme over for koncentrationen af ​​urenheder.Silicium af metallurgisk kvalitet renses derfor yderligere: Det knuste silicium af metallurgisk kvalitet udsættes for en chloreringsreaktion med gasformigt hydrogenchlorid for at producere flydende silan, som derefter destilleres og kemisk reduceres ved en proces, der giver højrent polykrystallinsk silicium med en renhed på 99,9999999 %, som bliver til silicium af elektronisk kvalitet.

Dernæst kommer monokrystallinsk siliciumvækst, den mest almindelige metode kaldet direkte trækning (CZ-metoden).Som vist i diagrammet nedenfor anbringes højrent polysilicium i en kvartsdigel og opvarmes kontinuerligt med en grafitvarmer, der omgiver ydersiden, og holder temperaturen på cirka 1400 °C.Gassen i ovnen er normalt inert, hvilket tillader polysilicium at smelte uden at skabe uønskede kemiske reaktioner.For at danne enkeltkrystaller styres også krystallernes orientering: diglen roteres med polysiliciumsmelten, en frøkrystal nedsænkes i den, og en trækstang bæres i den modsatte retning, mens den langsomt og lodret trækkes opad fra silicium smelte.Det smeltede polysilicium klæber til bunden af ​​frøkrystallen og vokser opad i retning af frøkrystallens gitterarrangement.