Elektroniske komponenter IC-brikker integrerte kretser IC TPS74701QDRCRQ1 ett stedskjøp

Forholdet mellom oblater og chips

Oversikt over oblater

For å forstå forholdet mellom wafere og chips, er følgende en oversikt over nøkkelelementene i wafer og brikkekunnskap.

(i) Hva er en oblat

Wafere er silisiumskiver som brukes i produksjonen av integrerte silisiumhalvlederkretser, som kalles wafere på grunn av deres sirkulære form;de kan behandles på silisiumskiver for å danne en rekke kretskomponenter og bli integrerte kretsprodukter med spesifikke elektriske funksjoner.Råstoffet til wafere er silisium, og det er en uuttømmelig tilførsel av silisiumdioksid på overflaten av jordskorpen.Silisiumdioksidmalm raffineres i lysbueovner, kloreres med saltsyre og destilleres for å produsere et polysilisium med høy renhet med en renhet på 99,99999999999 %.

(ii) Grunnleggende råvarer for wafere

Silisium raffineres fra kvartssand og wafere renses (99,999 %) fra grunnstoffet silisium, som deretter lages til silisiumstaver som blir materialet for kvartshalvledere for integrerte kretser.

(iii) Produksjonsprosess for wafer

Wafere er det grunnleggende materialet for produksjon av halvlederbrikker.Det viktigste råmaterialet for integrerte halvlederkretser er silisium og tilsvarer derfor silisiumskiver.

Silisium er mye funnet i naturen i form av silikater eller silisiumdioksid i stein og grus.Produksjonen av silisiumskiver kan oppsummeres i tre grunnleggende trinn: silisiumraffinering og -rensing, enkeltkrystall silisiumvekst og waferdannelse.

Den første er silisiumrensing, hvor råmaterialet av sand og grus settes inn i en lysbueovn ved en temperatur på ca. 2000 °C og i nærvær av en karbonkilde.Ved høye temperaturer gjennomgår karbonet og silisiumdioksidet i sanden og grusen en kjemisk reaksjon (karbon kombineres med oksygen og etterlater silisium) for å oppnå rent silisium med en renhet på ca. 98 %, også kjent som silisium av metallurgisk kvalitet, som ikke er ren nok for mikroelektroniske enheter fordi de elektriske egenskapene til halvledermaterialer er svært følsomme for konsentrasjonen av urenheter.Metallurgisk silisium renses derfor ytterligere: det knuste metallurgiske silisiumet utsettes for en kloreringsreaksjon med gassformig hydrogenklorid for å produsere flytende silan, som deretter destilleres og kjemisk reduseres ved en prosess som gir høyrent polykrystallinsk silisium med en renhet på 99,9999999 %, som blir elektronisk silisium.

Deretter kommer monokrystallinsk silisiumvekst, den vanligste metoden som kalles direkte trekking (CZ-metoden).Som vist i diagrammet nedenfor, plasseres høyrent polysilisium i en kvartsdigel og varmes opp kontinuerlig med en grafittvarmer som omgir utsiden, og holder temperaturen på omtrent 1400 °C.Gassen i ovnen er vanligvis inert, slik at polysilisiumet kan smelte uten å skape uønskede kjemiske reaksjoner.For å danne enkeltkrystaller kontrolleres også orienteringen av krystallene: digelen roteres med polysilisiumsmelten, en frøkrystall senkes ned i den, og en trekkestang bæres i motsatt retning mens den trekkes sakte og vertikalt oppover fra silisiumsmelte.Det smeltede polysilisiumet fester seg til bunnen av frøkrystallen og vokser oppover i retning av gitterarrangementet til frøkrystallen.