Yepyeni orijinal orijinal IC stok Elektronik Bileşenler Ic Çip Desteği BOM Hizmeti DS90UB953TRHBRQ1

1.Neden cips için silikon?Gelecekte bunun yerini alabilecek malzemeler var mı?
Çiplerin hammaddesi silikondan oluşan levhalardır."Kumun cips yapmak için kullanılabileceği" yönünde bir yanılgı var ama durum böyle değil.Kumun ana kimyasal bileşeni silikon dioksittir ve cam ve levhaların ana kimyasal bileşeni de silikon dioksittir.Ancak aradaki fark, camın çok kristalli silikon olması ve kumun yüksek sıcaklıklarda ısıtılmasıyla çok kristalli silikon elde edilmesidir.Öte yandan gofretler monokristalin silikondur ve eğer kumdan yapılmışlarsa, polikristalin silikondan monokristalin silikona daha da dönüştürülmeleri gerekir.

Silikon tam olarak nedir ve neden çip yapımında kullanılabilir, bunu bu yazımızda tek tek ortaya koyacağız.

Anlamamız gereken ilk şey, silikon malzemesinin doğrudan çip aşamasına geçiş olmadığı, silikonun silisyum elementinden kuvars kumundan rafine edildiği, silikon elementinin proton sayısının alüminyum elementinden bir fazla, fosfor elementinden bir eksik olduğudur. Sadece modern elektronik bilgi işlem cihazlarının maddi temeli değil, aynı zamanda dünya dışı yaşamı arayan insanların mümkün olan temel unsurlarından biridir.Genellikle silikon saflaştırılıp rafine edildiğinde (%99,999), silikon levhalar halinde üretilebilir ve bunlar daha sonra levhalar halinde dilimlenir.Plaka ne kadar ince olursa, çip üretim maliyeti o kadar düşük olur, ancak çip prosesi gereksinimleri de o kadar yüksek olur.

Silikonun levhalara dönüştürülmesinde üç önemli adım

Spesifik olarak, silikonun levhalara dönüşümü üç aşamaya ayrılabilir: silikonun rafine edilmesi ve saflaştırılması, tek kristal silikonun büyütülmesi ve levhanın oluşturulması.

Doğada silikon genellikle kum ve çakılda silikat veya silikon dioksit formunda bulunur.Hammadde, 2000°C'de ve bir karbon kaynağının varlığında bir elektrik ark ocağına yerleştirilir ve yüksek sıcaklık, metalurjik kalitede silikon elde etmek için silikon dioksitin karbonla (SiO2 + 2C = Si + 2CO) reaksiyona sokulması için kullanılır ( saflık %98 civarındadır.Ancak bu saflık elektronik bileşenlerin hazırlanması için yeterli değildir, dolayısıyla daha da saflaştırılması gerekir.Ezilmiş metalürjik sınıf silikon, sıvı silan üretmek için gaz halindeki hidrojen klorür ile klorlanır; bu daha sonra damıtılır ve elektronik sınıf silikon olarak %99.9999999999 saflığa sahip yüksek saflıkta polisilikon veren bir işlemle kimyasal olarak indirgenir.

Peki polikristalin silikondan monokristalin silikonu nasıl elde edersiniz?En yaygın yöntem, polisilikon'un kuvars bir potaya yerleştirildiği ve çevrede tutularak 1400°C sıcaklıkta ısıtıldığı ve polisilikon eriyiği üreten doğrudan çekme yöntemidir.Tabii ki, bunun öncesinde bir tohum kristalinin içine daldırılması ve çekme çubuğunun tohum kristalini ters yönde taşıması ve bu arada yavaşça ve dikey olarak silikon eriyiğinden yukarı doğru çekmesi sağlanır.Polikristalin silikon eriyiği tohum kristalinin tabanına yapışır ve tohum kristal kafesi yönünde yukarı doğru büyür; bu, dışarı çekilip soğutulduktan sonra, iç tohum kristali ile aynı kafes oryantasyonuna sahip tek bir kristal çubuğa dönüşür.Son olarak, tek kristalli levhalar, çok önemli levhaları üretmek için yuvarlanır, kesilir, öğütülür, pahlanır ve cilalanır.

Kesim boyutuna bağlı olarak silikon levhalar 6", 8", 12" ve 18" olarak sınıflandırılabilir.Plakanın boyutu ne kadar büyük olursa, her bir plakadan o kadar fazla talaş kesilebilir ve çip başına maliyet o kadar düşük olur.
2. Silikonun levhaya dönüşümünde üç önemli adım

Spesifik olarak, silikonun levhalara dönüşümü üç aşamaya ayrılabilir: silikonun rafine edilmesi ve saflaştırılması, tek kristal silikonun büyütülmesi ve levhanın oluşturulması.

Doğada silikon genellikle kum ve çakılda silikat veya silikon dioksit formunda bulunur.Hammadde, 2000°C'de ve bir karbon kaynağının varlığında bir elektrik ark ocağına yerleştirilir ve yüksek sıcaklık, metalurjik kalitede silikon elde etmek için silikon dioksitin karbonla (SiO2 + 2C = Si + 2CO) reaksiyona sokulması için kullanılır ( saflık yaklaşık %98'dir.Ancak bu saflık elektronik bileşenlerin hazırlanması için yeterli değildir, dolayısıyla daha da saflaştırılması gerekir.Ezilmiş metalürjik sınıf silikon, sıvı silan üretmek için gaz halindeki hidrojen klorür ile klorlanır; bu daha sonra damıtılır ve elektronik sınıf silikon olarak %99.9999999999 saflığa sahip yüksek saflıkta polisilikon veren bir işlemle kimyasal olarak indirgenir.

Peki polikristalin silikondan monokristalin silikonu nasıl elde edersiniz?En yaygın yöntem, polisilikon'un kuvars bir potaya yerleştirildiği ve çevrede tutularak 1400°C sıcaklıkta ısıtıldığı ve polisilikon eriyiği üreten doğrudan çekme yöntemidir.Tabii ki, bunun öncesinde bir tohum kristalinin içine daldırılması ve çekme çubuğunun tohum kristalini ters yönde taşıması ve bu arada yavaşça ve dikey olarak silikon eriyiğinden yukarı doğru çekmesi sağlanır.Polikristalin silikon eriyiği tohum kristalinin tabanına yapışır ve tohum kristal kafesi yönünde yukarı doğru büyür; bu, dışarı çekilip soğutulduktan sonra, iç tohum kristali ile aynı kafes oryantasyonuna sahip tek bir kristal çubuğa dönüşür.Son olarak, tek kristalli levhalar, çok önemli levhaları üretmek için yuvarlanır, kesilir, öğütülür, pahlanır ve cilalanır.

Kesim boyutuna bağlı olarak silikon levhalar 6", 8", 12" ve 18" olarak sınıflandırılabilir.Plakanın boyutu ne kadar büyük olursa, her bir plakadan o kadar fazla talaş kesilebilir ve çip başına maliyet o kadar düşük olur.

Silikon neden çip yapımında en uygun malzemedir?

Teorik olarak tüm yarı iletkenler çip malzemesi olarak kullanılabilir ancak silikonun çip yapımı için en uygun malzeme olmasının ana nedenleri şunlardır.

1, dünyanın element içeriği sıralamasına göre, sırasıyla: oksijen>silikon>alüminyum>demir>kalsiyum>sodyum>potasyum ...... silisyumun ikinci sırada olduğunu görebilirsiniz, içerik çok büyük, bu da aynı zamanda çip neredeyse tükenmez bir hammadde kaynağına sahip olacak.

2, silikon elementinin kimyasal özellikleri ve malzeme özellikleri çok kararlıdır, en eski transistör yarı iletken malzemelerin germanyum kullanılarak yapılmasıdır, ancak sıcaklık 75 ° C'yi aştığı için iletkenlik büyük bir değişiklik olacaktır, tersten sonra bir PN bağlantısına dönüştürülecektir. kaçak akım germanyumun silikondan daha fazla olması nedeniyle çip malzemesi olarak silikon elemanın seçilmesi daha uygundur;

3, silikon element saflaştırma teknolojisi olgun ve düşük maliyetlidir, günümüzde silikonun saflaştırılması% 99.9999999999'a ulaşabilir.

4, silikon malzemenin kendisi toksik değildir ve zararsızdır, bu da çiplerin üretim malzemesi olarak seçilmesinin önemli nedenlerinden biridir.