Саҳмияи нави аслии аслии IC ҷузъҳои электронии Ic Chip Support BOM Service DS90UB953TRHBRQ1

1. Чаро кремний барои микросхемаҳои?Оё дар оянда маводе ҳаст, ки онро иваз карда метавонад?
Ашёи хоми чипҳо вафлиест, ки аз кремний иборат аст.Чунин акидаи нодуруст мавчуд аст, ки гуё «аз рег барои чипхо тайёр кардан мумкин аст», аммо ин тавр нест.Ҷузъи асосии кимиёвии қум дуоксиди кремний ва ҷузъи асосии кимиёвии шиша ва вафли низ дуоксиди кремний мебошад.Аммо тафовут дар он аст, ки шиша кремнийи поликристаллӣ аст ва дар гарм кардани қум дар ҳарорати баланд кремнийи поликристаллӣ ҳосил мешавад.Вафельҳо, аз тарафи дигар, кремнийи монокристаллӣ мебошанд ва агар онҳо аз қум сохта шуда бошанд, онҳо бояд минбаъд аз кремнийи поликристалӣ ба кремнийи монокристаллӣ табдил дода шаванд.

Кремний чист ва чаро онро барои сохтани чипҳо истифода бурдан мумкин аст, мо инро дар ин мақола як ба як ошкор хоҳем кард.

Аввалин чизе, ки мо бояд фаҳмем, ин аст, ки маводи кремний ҷаҳиши мустақим ба қадами чип нест, кремний аз реги кварц аз кремний элемент тоза карда мешавад, шумораи элементи кремний аз элементи алюминий як зиёд ва аз элементи фосфор як камтар. , он на танхо асоси моддии дастгоххои электронии хисоббарори хозиразамон, балки одамоне, ки дар чустучуи хаёти берун аз замин яке аз унсурхои асосии имконпазир мебошанд.Одатан, вақте ки кремний тоза ва тоза карда мешавад (99,999%), онро метавон ба вафли кремний истеҳсол кард, ки баъдан ба вафли бурида мешаванд.Вафли тунуктар бошад, арзиши истеҳсоли чип ҳамон қадар кам мешавад, аммо талабот ба раванди чип ҳамон қадар баландтар аст.

Се қадами муҳим дар табдил додани кремний ба вафли

Махсусан, табдил додани кремнийро ба вафли ба се марҳила тақсим кардан мумкин аст: тозакунӣ ва тозакунии кремний, афзоиши кремнийи яккристаллӣ ва ташаккули вафли.

Дар табиат кремний одатан дар шакли силикат ё диоксиди кремний дар қум ва шағал пайдо мешавад.Ашьёи хом дар печи камондори электрикӣ дар ҳарорати 2000°С ва дар ҳузури манбаи карбон ҷойгир карда мешавад ва ҳарорати баланд барои реаксия кардани гази оксиди кремний бо карбон (SiO2 + 2C = Si + 2CO) барои ба даст овардани кремний дараҷаи металлургӣ ( тозагӣ тақрибан 98%.Аммо ин тозагӣ барои тайёр кардани ҷузъҳои электронӣ кифоя нест, бинобар ин бояд минбаъд тоза карда шавад.Кремнийи дараҷаи металлургии кӯфташуда бо хлориди гидрогени газӣ барои тавлиди силани моеъ хлор карда мешавад, ки пас аз он бо раванде дистилятсия ва кимиёвӣ коҳиш дода мешавад, ки полиссиликони тозаи баландро бо тозагии 99,999999999% ҳамчун кремнийи дараҷаи электронӣ медиҳад.

Пас, чӣ гуна шумо кремнийи монокристалиро аз кремнийи поликристаллӣ мегиред?Усули маъмултарин усули кашидани мустақим аст, ки дар он полиссиликон дар тигели кварцӣ ҷойгир карда мешавад ва бо ҳарорати 1400 ° C дар канори он гарм карда мешавад, ки гудохтаи полисиликиро ба вуҷуд меорад.Албатта, пеш аз ин пеш аз он, ки кристалл тухмиро ба он тар карда, чӯбчаи кашидашаванда кристаллро ба самти муқобил интиқол медиҳад ва дар ҳоле ки оҳиста ва амудӣ аз обшавии кремний ба боло кашида мешавад.Обшавии кремнийи поликристаллӣ ба қаъри булӯри тухмӣ часпида, ба самти торчаи булӯрии тухмӣ ба боло мерӯяд, ки пас аз кашидан ва хунук шудан ба як кристалл бо ҳамон ориентацияи торчаи кристаллии тухмии дарунӣ мерӯяд.Ниҳоят, вафли яккристалл афтида, бурида, хок, қаҳваранг ва сайқал дода мешавад, то вафли ҳама муҳим истеҳсол карда шавад.

Вобаста аз андозаи бурида, вафли кремнийро метавон ҳамчун 6", 8", 12" ва 18" тасниф кард.Чӣ қадаре ки андозаи вафли калонтар бошад, ҳамон қадар микросхемаҳои бештарро аз ҳар як вафли буридан мумкин аст ва арзиши як чип ҳамон қадар кам мешавад.
2.Се қадами муҳим дар табдили кремний ба вафли

Махсусан, табдил додани кремнийро ба вафли ба се марҳила тақсим кардан мумкин аст: тозакунӣ ва тозакунии кремний, афзоиши кремнийи яккристаллӣ ва ташаккули вафли.

Дар табиат кремний одатан дар шакли силикат ё диоксиди кремний дар қум ва шағал пайдо мешавад.Ашьёи хом дар печи камондори электрикӣ дар ҳарорати 2000°С ва дар ҳузури манбаи карбон ҷойгир карда мешавад ва ҳарорати баланд барои реаксия кардани гази оксиди кремний бо карбон (SiO2 + 2C = Si + 2CO) барои ба даст овардани кремний дараҷаи металлургӣ ( тозагӣ тақрибан 98%).Аммо ин тозагӣ барои тайёр кардани ҷузъҳои электронӣ кифоя нест, бинобар ин бояд минбаъд тоза карда шавад.Кремнийи дараҷаи металлургии кӯфташуда бо хлориди гидрогени газӣ барои тавлиди силани моеъ хлор карда мешавад, ки пас аз он бо раванде дистилятсия ва кимиёвӣ коҳиш дода мешавад, ки полиссиликони тозаи баландро бо тозагии 99,999999999% ҳамчун кремнийи дараҷаи электронӣ медиҳад.

Пас, чӣ гуна шумо кремнийи монокристалиро аз кремнийи поликристаллӣ мегиред?Усули маъмултарин усули кашидани мустақим аст, ки дар он полиссиликон дар тигели кварцӣ ҷойгир карда мешавад ва бо ҳарорати 1400 ° C дар канори он гарм карда мешавад, ки гудохтаи полисиликиро ба вуҷуд меорад.Албатта, пеш аз ин пеш аз он, ки кристалл тухмиро ба он тар карда, чӯбчаи кашидашаванда кристаллро ба самти муқобил интиқол медиҳад ва дар ҳоле ки оҳиста ва амудӣ аз обшавии кремний ба боло кашида мешавад.Обшавии кремнийи поликристаллӣ ба қаъри булӯри тухмӣ часпида, ба самти торчаи булӯрии тухмӣ ба боло мерӯяд, ки пас аз кашидан ва хунук шудан ба як кристалл бо ҳамон ориентацияи торчаи кристаллии тухмии дарунӣ мерӯяд.Ниҳоят, вафли яккристалл афтида, бурида, хок, қаҳваранг ва сайқал дода мешавад, то вафли ҳама муҳим истеҳсол карда шавад.

Вобаста аз андозаи бурида, вафли кремнийро метавон ҳамчун 6", 8", 12" ва 18" тасниф кард.Чӣ қадаре ки андозаи вафли калонтар бошад, ҳамон қадар микросхемаҳои бештарро аз ҳар як вафли буридан мумкин аст ва арзиши як чип ҳамон қадар кам мешавад.

Чаро кремний барои сохтани чипҳо мувофиқтарин мавод аст?

Аз ҷиҳати назариявӣ, ҳама нимноқилҳоро ҳамчун маводи чипӣ истифода бурдан мумкин аст, аммо сабабҳои асосии кремний барои сохтани микросхемаҳои мувофиқтарин мавод инҳоянд.

1, аз рӯи рейтинги таркиби элементҳои замин, ба тартиб: оксиген > кремний > алюминий > оҳан > калсий > натрий > калий ...... метавонад бубинад, ки кремний дар ҷои дуюм қарор дорад, мундариҷаи он бузург аст, ки ин ҳам имкон медиҳад чип захираи кариб адонашавандаи ашьёи хом дошта бошад.

2, хосиятҳои кимиёвии элементи кремний ва хосиятҳои моддӣ хеле устуворанд, аввалин транзистор истифодаи маводи нимноқилҳои германий барои сохтани он мебошад, аммо азбаски ҳарорат аз 75 ℃ зиёд аст, гузаронанда тағироти калон хоҳад дошт, ки пас аз баръакс ба як пайванди PN табдил дода мешавад. ҷараёни ихроҷи германий нисбат ба кремний, бинобар ин интихоби элементи кремний ҳамчун маводи чип мувофиқтар аст;

3, технологияи тозакунии элементи кремний баркамол ва арзиши паст дорад, имрӯзҳо тозакунии кремний метавонад ба 99,9999999999% мерасад.

4, худи маводи кремний заҳролуд ва безарар аст, ки ин ҳам яке аз сабабҳои муҳими интихоби он ҳамчун маводи истеҳсолӣ барои чипҳо мебошад.