Pilnīgi jauns oriģināls oriģināls IC krājums Elektronisko komponentu Ic mikroshēmu atbalsts BOM serviss DS90UB953TRHBRQ1

1.Kāpēc mikroshēmām silīcijs?Vai ir materiāli, kas to var aizstāt nākotnē?
Šķeldas izejviela ir vafeles, kas sastāv no silīcija.Pastāv maldīgs priekšstats, ka "no smiltīm var izgatavot šķeldu", taču tas tā nav.Galvenā smilšu ķīmiskā sastāvdaļa ir silīcija dioksīds, un arī stikla un vafeļu galvenā ķīmiskā sastāvdaļa ir silīcija dioksīds.Tomēr atšķirība ir tāda, ka stikls ir polikristālisks silīcijs, un, karsējot smiltis augstā temperatūrā, tiek iegūts polikristālisks silīcijs.No otras puses, vafeles ir monokristālisks silīcijs, un, ja tās ir izgatavotas no smiltīm, tās ir tālāk jāpārveido no polikristāliskā silīcija par monokristālisko silīciju.

Kas īsti ir silīcijs un kāpēc no tā var izgatavot čipsus, to pa vienam atklāsim šajā rakstā.

Pirmā lieta, kas mums ir jāsaprot, ir tas, ka silīcija materiāls nav tiešs lēciens uz šķembu pakāpi, silīcijs tiek attīrīts no kvarca smiltīm no elementa silīcija, silīcija elementa protonu skaits ir par vienu vairāk nekā elementam alumīnijs, nekā elementam fosfors ir par vienu mazāks. , tas ir ne tikai mūsdienu elektronisko skaitļošanas ierīču materiālais pamats, bet arī cilvēki, kas meklē ārpuszemes dzīvību, viens no iespējamiem pamata elementiem.Parasti, kad silīcijs tiek attīrīts un rafinēts (99,999%), to var izgatavot silīcija plāksnēs, kuras pēc tam sagriež vafelēs.Jo plānāka ir vafele, jo zemākas ir mikroshēmas izgatavošanas izmaksas, bet augstākas prasības mikroshēmas procesam.

Trīs svarīgi soļi silīcija pārvēršanai vafelēs

Konkrēti, silīcija pārveidošanu plāksnēs var iedalīt trīs posmos: silīcija rafinēšana un attīrīšana, monokristāla silīcija audzēšana un vafeļu veidošana.

Dabā silīcijs parasti ir atrodams silikāta vai silīcija dioksīda veidā smiltīs un grants.Izejmateriālu ievieto elektriskā loka krāsnī 2000°C temperatūrā un oglekļa avota klātbūtnē, un augstā temperatūrā silīcija dioksīdu reaģē ar oglekli (SiO2 + 2C = Si + 2CO), iegūstot metalurģiskas kvalitātes silīciju ( tīrība ap 98%).Tomēr šī tīrība nav pietiekama elektronisko komponentu sagatavošanai, tāpēc tā ir jāturpina attīrīt.Sasmalcinātu metalurģiskās kvalitātes silīciju hlorē ar gāzveida ūdeņraža hlorīdu, lai iegūtu šķidru silānu, kas pēc tam tiek destilēts un ķīmiski reducēts procesā, kas iegūst augstas tīrības pakāpes polisilīciju ar tīrības pakāpi 99,9999999999% kā elektroniskas kvalitātes silīciju.

Tātad, kā iegūt monokristālisko silīciju no polikristāliskā silīcija?Visizplatītākā metode ir tiešās vilkšanas metode, kad polisilīciju ievieto kvarca tīģelī un karsē ar 1400°C temperatūru, kas tiek turēta perifērijā, kas rada polisilīcija kausējumu.Protams, pirms tam tiek iemērkts tajā sēklu kristāls un vilkšanas stienis pārnes sēklu kristālu pretējā virzienā, vienlaikus lēni un vertikāli velkot to uz augšu no silīcija kausējuma.Polikristāliskā silīcija kausējums pielīp pie sēklu kristāla dibena un aug uz augšu sēklu kristāla režģa virzienā, kas pēc izvilkšanas un atdzesēšanas izaug par vienkristāla stieni ar tādu pašu režģa orientāciju kā iekšējam sēklu kristālam.Visbeidzot, viena kristāla vafeles tiek apgrieztas, sagrieztas, slīpētas, noslīpētas un pulētas, lai iegūtu vissvarīgākās vafeles.

Atkarībā no griezuma izmēra silīcija vafeles var klasificēt kā 6", 8", 12" un 18 collas.Jo lielāks ir vafeles izmērs, jo vairāk čipsu var izgriezt no katras vafeles, un jo zemākas ir vienas mikroshēmas izmaksas.
2.Trīs svarīgi soļi silīcija pārveidošanā vafelēs

Konkrēti, silīcija pārveidošanu plāksnēs var iedalīt trīs posmos: silīcija rafinēšana un attīrīšana, monokristāla silīcija audzēšana un vafeļu veidošana.

Dabā silīcijs parasti ir atrodams silikāta vai silīcija dioksīda veidā smiltīs un grants.Izejmateriālu ievieto elektriskā loka krāsnī 2000°C temperatūrā un oglekļa avota klātbūtnē, un augstā temperatūrā silīcija dioksīdu reaģē ar oglekli (SiO2 + 2C = Si + 2CO), iegūstot metalurģiskas kvalitātes silīciju ( tīrība aptuveni 98%).Tomēr šī tīrība nav pietiekama elektronisko komponentu sagatavošanai, tāpēc tā ir jāturpina attīrīt.Sasmalcinātu metalurģiskās kvalitātes silīciju hlorē ar gāzveida ūdeņraža hlorīdu, lai iegūtu šķidru silānu, kas pēc tam tiek destilēts un ķīmiski reducēts procesā, kas iegūst augstas tīrības pakāpes polisilīciju ar tīrības pakāpi 99,9999999999% kā elektroniskas kvalitātes silīciju.

Tātad, kā iegūt monokristālisko silīciju no polikristāliskā silīcija?Visizplatītākā metode ir tiešās vilkšanas metode, kad polisilīciju ievieto kvarca tīģelī un karsē ar 1400°C temperatūru, kas tiek turēta perifērijā, kas rada polisilīcija kausējumu.Protams, pirms tam tiek iemērkts tajā sēklu kristāls un vilkšanas stienis pārnes sēklu kristālu pretējā virzienā, vienlaikus lēni un vertikāli velkot to uz augšu no silīcija kausējuma.Polikristāliskā silīcija kausējums pielīp pie sēklu kristāla dibena un aug uz augšu sēklu kristāla režģa virzienā, kas pēc izvilkšanas un atdzesēšanas izaug par vienkristāla stieni ar tādu pašu režģa orientāciju kā iekšējam sēklu kristālam.Visbeidzot, viena kristāla vafeles tiek apgrieztas, sagrieztas, slīpētas, noslīpētas un pulētas, lai iegūtu vissvarīgākās vafeles.

Atkarībā no griezuma izmēra silīcija vafeles var klasificēt kā 6", 8", 12" un 18 collas.Jo lielāks ir vafeles izmērs, jo vairāk čipsu var izgriezt no katras vafeles, un jo zemākas ir vienas mikroshēmas izmaksas.

Kāpēc silīcijs ir vispiemērotākais materiāls skaidu izgatavošanai?

Teorētiski visus pusvadītājus var izmantot kā mikroshēmu materiālus, bet galvenie iemesli, kāpēc silīcijs ir vispiemērotākais materiāls mikroshēmu izgatavošanai, ir šādi.

1, saskaņā ar zemes elementu satura rangu secībā: skābeklis > silīcijs > alumīnijs > dzelzs > kalcijs > nātrijs > kālijs ...... var redzēt, ka silīcijs ierindojies otrajā vietā, saturs ir milzīgs, kas arī ļauj mikroshēma, lai būtu gandrīz neizsīkstošs izejvielu krājums.

2, silīcija elementa ķīmiskās īpašības un materiāla īpašības ir ļoti stabilas, agrākais tranzistors ir pusvadītāju materiālu germānija izmantošana, bet, tā kā temperatūra pārsniedz 75 ℃, vadītspēja būs lielas izmaiņas, kas pēc reversa tiek pārveidota par PN savienojumu. germānija noplūdes strāva nekā silīcija, tāpēc silīcija elementa kā mikroshēmas materiāla izvēle ir piemērotāka;

3, silīcija elementu attīrīšanas tehnoloģija ir nobriedusi un zemas izmaksas, mūsdienās silīcija attīrīšana var sasniegt 99,9999999999%.

4, silīcija materiāls pats par sevi ir netoksisks un nekaitīgs, kas ir arī viens no svarīgākajiem iemesliem, kāpēc tas ir izvēlēts kā mikroshēmu ražošanas materiāls.