Linh kiện điện tử Chip IC Mạch tích hợp IC TPS74701QDRCRQ1 mua một chỗ

Mối quan hệ giữa tấm wafer và chip

Tổng quan về tấm wafer

Để hiểu mối quan hệ giữa tấm bán dẫn và chip, sau đây là tổng quan về các yếu tố chính của kiến ​​thức về tấm bán dẫn và chip.

(i) Tấm wafer là gì

Tấm wafer là tấm silicon được sử dụng trong sản xuất mạch tích hợp bán dẫn silicon, được gọi là tấm wafer vì hình dạng tròn của chúng;chúng có thể được xử lý trên các tấm silicon để tạo thành nhiều thành phần mạch khác nhau và trở thành các sản phẩm mạch tích hợp có chức năng điện cụ thể.Nguyên liệu thô để sản xuất tấm bán dẫn là silicon và trên bề mặt vỏ trái đất có nguồn cung cấp silicon dioxide vô tận.Quặng silicon dioxide được tinh chế trong lò hồ quang điện, clo hóa bằng axit clohydric và chưng cất để tạo ra polysilicon có độ tinh khiết cao với độ tinh khiết 99,99999999999%.

(ii) Nguyên liệu thô cơ bản cho tấm wafer

Silicon được tinh chế từ cát thạch anh và các tấm wafer được tinh chế (99,999%) từ nguyên tố silicon, sau đó được chế tạo thành các thanh silicon trở thành vật liệu cho chất bán dẫn thạch anh cho các mạch tích hợp.

(iii) Quy trình sản xuất wafer

Tấm wafer là vật liệu cơ bản để sản xuất chip bán dẫn.Nguyên liệu thô quan trọng nhất cho mạch tích hợp bán dẫn là silicon và do đó tương ứng với các tấm silicon.

Silicon được tìm thấy rộng rãi trong tự nhiên dưới dạng silicat hoặc silicon dioxide trong đá và sỏi.Việc sản xuất tấm silicon có thể được tóm tắt thành ba bước cơ bản: tinh chế và tinh chế silicon, tăng trưởng silicon đơn tinh thể và hình thành tấm wafer.

Đầu tiên là tinh chế silicon, trong đó nguyên liệu thô là cát và sỏi được đưa vào lò hồ quang điện ở nhiệt độ khoảng 2000 ° C và với sự có mặt của nguồn carbon.Ở nhiệt độ cao, carbon và silicon dioxide trong cát và sỏi trải qua phản ứng hóa học (carbon kết hợp với oxy, để lại silicon) để thu được silicon nguyên chất với độ tinh khiết khoảng 98%, còn được gọi là silicon cấp luyện kim, không đủ tinh khiết cho các thiết bị vi điện tử vì tính chất điện của vật liệu bán dẫn rất nhạy cảm với nồng độ tạp chất.Do đó, silicon loại luyện kim được tinh chế thêm: silicon loại luyện kim nghiền nát phải chịu phản ứng clo hóa với khí hydro clorua để tạo ra silan lỏng, sau đó được chưng cất và khử về mặt hóa học bằng một quy trình tạo ra silicon đa tinh thể có độ tinh khiết cao với độ tinh khiết 99,99999999999 %, trở thành silicon cấp điện tử.

Tiếp theo là sự phát triển của silicon đơn tinh thể, phương pháp phổ biến nhất được gọi là kéo trực tiếp (phương pháp CZ).Như thể hiện trong sơ đồ bên dưới, polysilicon có độ tinh khiết cao được đặt trong nồi nấu kim loại thạch anh và được nung nóng liên tục bằng lò nung than chì bao quanh bên ngoài, duy trì nhiệt độ ở khoảng 1400 °C.Khí trong lò thường trơ, cho phép polysilicon tan chảy mà không tạo ra các phản ứng hóa học không mong muốn.Để tạo thành các tinh thể đơn lẻ, hướng của các tinh thể cũng được kiểm soát: nồi nấu được quay cùng với sự tan chảy của polysilicon, một tinh thể mầm được ngâm trong đó và một thanh kéo được đưa theo hướng ngược lại trong khi kéo nó từ từ và theo chiều dọc lên trên từ phía dưới. silic tan chảy.Polysilicon tan chảy dính vào đáy của tinh thể hạt và phát triển hướng lên trên theo hướng sắp xếp mạng tinh thể của hạt.