Bagong-bagong tunay na orihinal na stock ng IC Electronic Components Ic Chip Support BOM Service DS90UB953TRHBRQ1

1.Bakit silikon para sa chips?Mayroon bang mga materyales na maaaring palitan ito sa hinaharap?
Ang hilaw na materyal para sa mga chips ay mga wafer, na binubuo ng silikon.Mayroong isang maling kuru-kuro na "ang buhangin ay maaaring gamitin upang gumawa ng mga chips", ngunit hindi ito ang kaso.Ang pangunahing sangkap ng kemikal ng buhangin ay silicon dioxide, at ang pangunahing sangkap ng kemikal ng salamin at mga wafer ay silicon dioxide din.Ang pagkakaiba, gayunpaman, ay ang salamin ay polycrystalline silicon, at ang pagpainit ng buhangin sa mataas na temperatura ay nagbubunga ng polycrystalline silicon.Ang mga wafer, sa kabilang banda, ay monocrystalline na silikon, at kung ang mga ito ay ginawa mula sa buhangin, kailangan nilang baguhin pa mula sa polycrystalline na silicon patungo sa monocrystalline na silikon.

Ano nga ba ang silicon at bakit ito magagamit sa paggawa ng mga chips, isa-isa naming ibubunyag ito sa artikulong ito.

Ang unang bagay na kailangan nating maunawaan ay ang materyal na silikon ay hindi isang direktang pagtalon sa hakbang ng chip, ang silikon ay pino mula sa kuwarts na buhangin sa labas ng elemento ng silikon, ang numero ng proton ng elemento ng silikon kaysa sa elementong aluminyo ay isa pa, kaysa sa elementong posporus na mas mababa ng isa. , ito ay hindi lamang ang materyal na batayan ng mga modernong electronic computing device kundi pati na rin ang mga taong naghahanap ng extraterrestrial na buhay na isa sa mga pangunahing posibleng elemento.Karaniwan, kapag ang silicon ay dinalisay at pino (99.999%), maaari itong gawin sa mga silicon na wafer, na pagkatapos ay hinihiwa sa mga manipis.Kung mas manipis ang wafer, mas mababa ang gastos sa paggawa ng chip, ngunit mas mataas ang mga kinakailangan para sa proseso ng chip.

Tatlong mahahalagang hakbang sa paggawa ng silikon sa mga wafer

Sa partikular, ang pagbabagong-anyo ng silikon sa mga wafer ay maaaring nahahati sa tatlong hakbang: pagpino at pagdalisay ng silikon, paglaki ng solong kristal na silikon, at pagbubuo ng wafer.

Sa kalikasan, ang silikon ay karaniwang matatagpuan sa anyo ng silicate o silicon dioxide sa buhangin at graba.Ang hilaw na materyal ay inilalagay sa isang electric arc furnace sa 2000°C at sa pagkakaroon ng pinagmumulan ng carbon, at ang mataas na temperatura ay ginagamit upang mag-react ng silicon dioxide sa carbon (SiO2 + 2C = Si + 2CO) upang makakuha ng metalurgical grade silicon ( kadalisayan sa paligid ng 98%).Gayunpaman, ang kadalisayan na ito ay hindi sapat para sa paghahanda ng mga elektronikong sangkap, kaya't kailangan pa itong linisin.Ang durog na metalurgical grade silicon ay nilagyan ng chlorinated na may gas na hydrogen chloride upang makabuo ng likidong silane, na pagkatapos ay distilled at chemically na binabawasan ng isang proseso na nagbubunga ng mataas na purity polysilicon na may kadalisayan na 99.9999999999% bilang electronic grade silicon.

Kaya paano ka makakakuha ng monocrystalline silicon mula sa polycrystalline silicon?Ang pinakakaraniwang paraan ay ang direktang paraan ng paghila, kung saan inilalagay ang polysilicon sa isang quartz crucible at pinainit na may temperatura na 1400°C na hawak sa periphery, na gumagawa ng polysilicon melt.Siyempre, ito ay nauuna sa pamamagitan ng paglubog ng isang seed crystal dito at pagkakaroon ng drawing rod na dalhin ang seed crystal sa tapat na direksyon habang dahan-dahan at patayo na hinihila ito pataas mula sa silicon na natunaw.Ang polycrystalline silicon na natutunaw ay dumidikit sa ilalim ng seed crystal at lumalaki pataas sa direksyon ng seed crystal lattice, na pagkatapos mabunot at palamig ay lumalaki sa isang crystal bar na may parehong lattice orientation gaya ng inner seed crystal.Sa wakas, ang mga single-crystal na wafer ay iginugulong, gupitin, ginigiling, ginugulo, at pinakintab upang makagawa ng pinakamahalagang mga ostiya.

Depende sa laki ng hiwa, ang mga wafer ng silikon ay maaaring uriin bilang 6", 8", 12", at 18".Kung mas malaki ang laki ng wafer, mas maraming chips ang maaaring putulin sa bawat wafer, at mas mababa ang gastos sa bawat chip.
2.Tatlong mahahalagang hakbang sa pagbabago ng silikon sa mga wafer

Sa partikular, ang pagbabagong-anyo ng silikon sa mga wafer ay maaaring nahahati sa tatlong hakbang: pagpino at pagdalisay ng silikon, paglaki ng solong kristal na silikon, at pagbubuo ng wafer.

Sa kalikasan, ang silikon ay karaniwang matatagpuan sa anyo ng silicate o silicon dioxide sa buhangin at graba.Ang hilaw na materyal ay inilalagay sa isang electric arc furnace sa 2000°C at sa pagkakaroon ng pinagmumulan ng carbon, at ang mataas na temperatura ay ginagamit upang mag-react ng silicon dioxide sa carbon (SiO2 + 2C = Si + 2CO) upang makakuha ng metalurgical grade silicon ( kadalisayan tungkol sa 98%).Gayunpaman, ang kadalisayan na ito ay hindi sapat para sa paghahanda ng mga elektronikong sangkap, kaya't kailangan pa itong linisin.Ang durog na metalurgical grade silicon ay nilagyan ng chlorinated na may gas na hydrogen chloride upang makabuo ng likidong silane, na pagkatapos ay distilled at chemically na binabawasan ng isang proseso na nagbubunga ng mataas na purity polysilicon na may kadalisayan na 99.9999999999% bilang electronic grade silicon.

Kaya paano ka makakakuha ng monocrystalline silicon mula sa polycrystalline silicon?Ang pinakakaraniwang paraan ay ang direktang paraan ng paghila, kung saan inilalagay ang polysilicon sa isang quartz crucible at pinainit na may temperatura na 1400°C na hawak sa periphery, na gumagawa ng polysilicon melt.Siyempre, ito ay nauuna sa pamamagitan ng paglubog ng isang seed crystal dito at pagkakaroon ng drawing rod na dalhin ang seed crystal sa tapat na direksyon habang dahan-dahan at patayo na hinihila ito pataas mula sa silicon na natunaw.Ang polycrystalline silicon na natutunaw ay dumidikit sa ilalim ng seed crystal at lumalaki pataas sa direksyon ng seed crystal lattice, na pagkatapos mabunot at palamig ay lumalaki sa isang crystal bar na may parehong lattice orientation gaya ng inner seed crystal.Sa wakas, ang mga single-crystal na wafer ay iginugulong, gupitin, ginigiling, ginugulo, at pinakintab upang makagawa ng pinakamahalagang mga ostiya.

Depende sa laki ng hiwa, ang mga wafer ng silikon ay maaaring uriin bilang 6", 8", 12", at 18".Kung mas malaki ang laki ng wafer, mas maraming chips ang maaaring putulin sa bawat wafer, at mas mababa ang gastos sa bawat chip.

Bakit ang silikon ang pinakaangkop na materyal para sa paggawa ng mga chips?

Sa teoryang, ang lahat ng semiconductors ay maaaring gamitin bilang mga materyales sa chip, ngunit ang mga pangunahing dahilan kung bakit ang silikon ay ang pinaka-angkop na materyal para sa paggawa ng mga chips ay ang mga sumusunod.

1, ayon sa pagraranggo ng elemental na nilalaman ng lupa, sa pagkakasunud-sunod: oxygen > silikon > aluminyo > bakal > kaltsyum > sodium > potasa ...... makikita na ang silikon ay niraranggo ang pangalawa, ang nilalaman ay malaki, na nagpapahintulot din sa chip upang magkaroon ng halos hindi mauubos na suplay ng mga hilaw na materyales.

2, silikon elemento kemikal na mga katangian at materyal na mga katangian ay napaka-matatag, ang pinakamaagang transistor ay ang paggamit ng mga semiconductor materyales germanium upang gumawa, ngunit dahil ang temperatura ay lumampas sa 75 ℃, ang kondaktibiti ay magiging isang malaking pagbabago, na ginawa sa isang PN junction pagkatapos ng reverse leakage kasalukuyang ng germanium kaysa sa silikon, kaya ang pagpili ng silikon elemento bilang isang chip materyal ay mas angkop;

3, ang teknolohiya ng pagdalisay ng elemento ng silikon ay mature, at mababang gastos, sa kasalukuyan ang pagdalisay ng silikon ay maaaring umabot sa 99.9999999999%.

4, ang materyal na silikon mismo ay hindi nakakalason at hindi nakakapinsala, na isa rin sa mga mahalagang dahilan kung bakit ito ay pinili bilang materyal sa pagmamanupaktura para sa mga chips.