מלאי IC מקורי מקורי חדש לגמרי רכיבים אלקטרוניים תמיכת שבב IC BOM Service DS90UB953TRHBRQ1

1. למה סיליקון לצ'יפס?האם יש חומרים שיכולים להחליף אותו בעתיד?
חומר הגלם לצ'יפס הוא ופלים, המורכבים מסיליקון.ישנה תפיסה שגויה ש"אפשר להשתמש בחול להכנת צ'יפס", אבל זה לא המקרה.המרכיב הכימי העיקרי של חול הוא דו תחמוצת הסיליקון, והמרכיב הכימי העיקרי של זכוכית ופלים הוא גם דו תחמוצת הסיליקון.ההבדל, לעומת זאת, הוא שזכוכית היא סיליקון רב גבישי, וחימום חול בטמפרטורות גבוהות מניב סיליקון רב גבישי.פרוסים, לעומת זאת, הם סיליקון חד-גבישי, ואם הם עשויים מהחול הם צריכים לעבור טרנספורמציה נוספת מסיליקון רב-גבישי לסיליקון חד-גבישי.

מה זה בעצם סיליקון ולמה אפשר להשתמש בו להכנת צ'יפס, נחשוף זאת במאמר זה אחד לאחד.

הדבר הראשון שעלינו להבין הוא שחומר סיליקון אינו קפיצה ישירה לשלב השבב, הסיליקון מזוקק מחול קוורץ מתוך היסוד סיליקון, מספר פרוטון יסוד סיליקון מהיסוד אלומיניום אחד יותר, מהיסוד זרחן אחד פחות , זה לא רק הבסיס החומרי של מכשירי מחשוב אלקטרוניים מודרניים אלא גם אנשים שמחפשים חיים מחוץ לכדור הארץ אחד האלמנטים הבסיסיים האפשריים.בדרך כלל, כאשר הסיליקון מטוהר ומזכך (99.999%), ניתן לייצר אותו לפרוסות סיליקון, שאותן פורסים לפרוסות.ככל שהרקיק דק יותר, עלות ייצור השבב נמוכה יותר, אך הדרישות לתהליך השבב גבוהות יותר.

שלושה שלבים חשובים בהפיכת הסיליקון לפרוסים

באופן ספציפי, ניתן לחלק את הפיכת הסיליקון לפרוסות לשלושה שלבים: זיקוק וטיהור סיליקון, צמיחת סיליקון גביש יחיד ויצירת פרוסות.

בטבע, הסיליקון נמצא בדרך כלל בצורה של סיליקט או סיליקון דו חמצני בחול ובחצץ.חומר הגלם מונח בכבשן קשת חשמלי ב-2000 מעלות צלזיוס ובנוכחות מקור פחמן, והטמפרטורה הגבוהה משמשת להגיב של דו תחמוצת הסיליקון עם פחמן (SiO2 + 2C = Si + 2CO) לקבלת סיליקון מתכותי ( טוהר סביב 98%.עם זאת, טוהר זה אינו מספיק להכנת רכיבים אלקטרוניים, ולכן יש לטהר אותו עוד יותר.הסיליקון המתכתי הכתוש עובר כלור במימן כלורי גזי לייצור סילאן נוזלי, אשר מזוקק ומצטמצם כימית בתהליך המניב פוליסיליקון בטוהר גבוה בטוהר של 99.9999999999% כסיליקון בדרגה אלקטרונית.

אז איך משיגים סיליקון חד גבישי מסיליקון רב גבישי?השיטה הנפוצה ביותר היא שיטת המשיכה הישירה, שבה מניחים את הפוליסיליקון בכור כור היתוך קוורץ ומחממים אותו בטמפרטורה של 1400 מעלות צלזיוס המוחזקת בפריפריה, מה שמייצר נמס מפוליסיליקון.כמובן שמקדימים לזה טבילה של גביש זרע לתוכו ושהמוט לציור נושא את גביש הזרע בכיוון ההפוך תוך משיכתו לאט ואנכית כלפי מעלה מהמסת הסיליקון.המסת הסיליקון הפולי-גבישית נדבקת לתחתית גביש הזרע וגדלה כלפי מעלה לכיוון סריג הגביש הזרע, אשר לאחר שליפה וקירור גדל לכדי סרגל גביש בודד בעל אוריינטציה של סריג כמו גביש הזרע הפנימי.לבסוף, פרוסות הקריסטל החד-גבישות מופפות, נחתכות, טחונות, מחורצות ומלוטשות כדי לייצר את הפרוסים החשובים ביותר.

בהתאם לגודל החיתוך, פרוסות סיליקון יכולות להיות מסווגות כ-6", 8", 12" ו-18".ככל שגודל הפרוסה גדול יותר, כך ניתן לחתוך יותר שבבים מכל רקיק, והעלות לשבב נמוכה יותר.
2. שלושה שלבים חשובים בהפיכת הסיליקון לפרוסים

באופן ספציפי, ניתן לחלק את הפיכת הסיליקון לפרוסות לשלושה שלבים: זיקוק וטיהור סיליקון, צמיחת סיליקון גביש יחיד ויצירת פרוסות.

בטבע, הסיליקון נמצא בדרך כלל בצורה של סיליקט או סיליקון דו חמצני בחול ובחצץ.חומר הגלם מונח בכבשן קשת חשמלי ב-2000 מעלות צלזיוס ובנוכחות מקור פחמן, והטמפרטורה הגבוהה משמשת להגיב של דו תחמוצת הסיליקון עם פחמן (SiO2 + 2C = Si + 2CO) לקבלת סיליקון מתכותי ( טוהר כ-98%).עם זאת, טוהר זה אינו מספיק להכנת רכיבים אלקטרוניים, ולכן יש לטהר אותו עוד יותר.הסיליקון המתכתי הכתוש עובר כלור במימן כלורי גזי לייצור סילאן נוזלי, אשר מזוקק ומצטמצם כימית בתהליך המניב פוליסיליקון בטוהר גבוה בטוהר של 99.9999999999% כסיליקון בדרגה אלקטרונית.

אז איך משיגים סיליקון חד גבישי מסיליקון רב גבישי?השיטה הנפוצה ביותר היא שיטת המשיכה הישירה, שבה מניחים את הפוליסיליקון בכור כור היתוך קוורץ ומחממים אותו בטמפרטורה של 1400 מעלות צלזיוס המוחזקת בפריפריה, מה שמייצר נמס מפוליסיליקון.כמובן שמקדימים לזה טבילה של גביש זרע לתוכו ושהמוט לציור נושא את גביש הזרע בכיוון ההפוך תוך משיכתו לאט ואנכית כלפי מעלה מהמסת הסיליקון.המסת הסיליקון הפולי-גבישית נדבקת לתחתית גביש הזרע וגדלה כלפי מעלה לכיוון סריג הגביש הזרע, אשר לאחר שליפה וקירור גדל לכדי סרגל גביש בודד בעל אוריינטציה של סריג כמו גביש הזרע הפנימי.לבסוף, פרוסות הקריסטל החד-גבישות מופפות, נחתכות, טחונות, מחורצות ומלוטשות כדי לייצר את הפרוסים החשובים ביותר.

בהתאם לגודל החיתוך, פרוסות סיליקון יכולות להיות מסווגות כ-6", 8", 12" ו-18".ככל שגודל הפרוסה גדול יותר, כך ניתן לחתוך יותר שבבים מכל רקיק, והעלות לשבב נמוכה יותר.

מדוע סיליקון הוא החומר המתאים ביותר להכנת צ'יפס?

תיאורטית, כל המוליכים למחצה יכולים לשמש כחומרי שבבים, אך הסיבות העיקריות לכך שסיליקון הוא החומר המתאים ביותר לייצור שבבים הן כדלקמן.

1, לפי דירוג תכולת היסודות של כדור הארץ, לפי הסדר: חמצן > סיליקון > אלומיניום > ברזל > סידן > נתרן > אשלגן ...... ניתן לראות שסיליקון מדורג שני, התכולה עצומה, מה שמאפשר גם את שבב יש אספקה ​​כמעט בלתי נדלית של חומרי גלם.

2, התכונות הכימיות של אלמנט הסיליקון ותכונות החומר יציבות מאוד, הטרנזיסטור המוקדם ביותר הוא השימוש בחומרים מוליכים למחצה לייצור גרמניום, אבל מכיוון שהטמפרטורה עולה על 75 ℃, המוליכות תהיה שינוי גדול, שנעשה לצומת PN לאחר ההיפך זרם דליפה של גרמניום מאשר סיליקון, ולכן הבחירה של אלמנט סיליקון כחומר שבב מתאימה יותר;

3, טכנולוגיית טיהור אלמנטי סיליקון היא בוגרת, ובעלות נמוכה, כיום הטיהור של סיליקון יכול להגיע ל-99.9999999999%.

4, חומר הסיליקון עצמו אינו רעיל ואינו מזיק, וזו גם אחת הסיבות החשובות לכך שהוא נבחר כחומר הייצור של שבבים.