Zcela nový originální originální IC sklad Elektronické komponenty Podpora Ic čipu Služba kusovníku DS90UB953TRHBRQ1

1.Proč křemík pro čipy?Existují materiály, které jej mohou v budoucnu nahradit?
Surovinou pro čipy jsou wafery, které jsou složeny z křemíku.Existuje mylná představa, že „písek lze použít k výrobě třísek“, ale není tomu tak.Hlavní chemickou složkou písku je oxid křemičitý a hlavní chemickou složkou skla a plátků je také oxid křemičitý.Rozdíl je však v tom, že sklo je polykrystalický křemík a zahříváním písku na vysoké teploty se získá polykrystalický křemík.Na druhé straně destičky jsou monokrystalický křemík, a pokud jsou vyrobeny z písku, je třeba je dále přeměnit z polykrystalického křemíku na monokrystalický křemík.

Co je to vlastně křemík a proč z něj lze vyrábět čipy, to postupně prozradíme v tomto článku.

První věc, kterou musíme pochopit, je, že křemíkový materiál není přímým skokem na krok čipu, křemík se rafinuje z křemenného písku z prvku křemík, protonové číslo křemíkového prvku než prvku hliník o jedno více než prvku fosforu o jedno méně. , to není jen materiální základ moderních elektronických výpočetních zařízení, ale také lidé hledající mimozemský život jedním ze základních možných prvků.Obvykle, když je křemík čištěn a rafinován (99,999 %), může být vyroben na křemíkové plátky, které jsou pak nakrájeny na plátky.Čím tenčí je wafer, tím nižší jsou náklady na výrobu čipu, ale tím vyšší jsou požadavky na proces čipu.

Tři důležité kroky při přeměně křemíku na destičky

Konkrétně lze transformaci křemíku na plátky rozdělit do tří kroků: rafinace a čištění křemíku, růst monokrystalu křemíku a formování plátku.

V přírodě se křemík obecně vyskytuje ve formě křemičitanu nebo oxidu křemičitého v písku a štěrku.Surovina se umístí do elektrické obloukové pece při 2000 °C a v přítomnosti zdroje uhlíku a vysoká teplota se používá k reakci oxidu křemičitého s uhlíkem (SiO2 + 2C = Si + 2CO) za účelem získání křemíku metalurgické kvality ( čistota kolem 98 %).Tato čistota však není dostatečná pro přípravu elektronických součástek, proto je nutné ji dále čistit.Rozdrcený metalurgický křemík je chlorován plynným chlorovodíkem za vzniku kapalného silanu, který je poté destilován a chemicky redukován procesem, který poskytuje vysoce čistý polykřemík s čistotou 99,9999999999 % jako křemík elektronické kvality.

Jak tedy získáte monokrystalický křemík z polykrystalického křemíku?Nejběžnější metodou je metoda přímého tažení, kdy je polysilikon umístěn do křemenného kelímku a zahříván na teplotu 1400 °C udržovanou na obvodu, čímž vzniká polysilikonová tavenina.Tomu samozřejmě předchází ponoření zárodečného krystalu do něj a tažná tyč unese zárodečný krystal v opačném směru, přičemž jej pomalu a svisle vytahuje nahoru z křemíkové taveniny.Tavenina polykrystalického křemíku ulpívá na dně zárodečného krystalu a roste směrem nahoru ve směru mřížky zárodečného krystalu, která po vytažení a ochlazení přeroste v monokrystalickou tyčinku se stejnou orientací mřížky jako vnitřní zárodečný krystal.Nakonec jsou monokrystalické destičky omílány, řezány, broušeny, zkoseny a leštěny, aby se vytvořily velmi důležité destičky.

V závislosti na velikosti řezu lze křemíkové plátky klasifikovat jako 6", 8", 12" a 18".Čím větší je velikost plátku, tím více třísek lze z každého plátku vyříznout a tím nižší jsou náklady na čip.
2.Tři důležité kroky při transformaci křemíku na wafery

Konkrétně lze transformaci křemíku na plátky rozdělit do tří kroků: rafinace a čištění křemíku, růst monokrystalu křemíku a formování plátku.

V přírodě se křemík obecně vyskytuje ve formě křemičitanu nebo oxidu křemičitého v písku a štěrku.Surovina se umístí do elektrické obloukové pece při 2000 °C a v přítomnosti zdroje uhlíku a vysoká teplota se používá k reakci oxidu křemičitého s uhlíkem (SiO2 + 2C = Si + 2CO) za účelem získání křemíku metalurgické kvality ( čistota asi 98 %).Tato čistota však není dostatečná pro přípravu elektronických součástek, proto je nutné ji dále čistit.Rozdrcený metalurgický křemík je chlorován plynným chlorovodíkem za vzniku kapalného silanu, který je poté destilován a chemicky redukován procesem, který poskytuje vysoce čistý polykřemík s čistotou 99,9999999999 % jako křemík elektronické kvality.

Jak tedy získáte monokrystalický křemík z polykrystalického křemíku?Nejběžnější metodou je metoda přímého tažení, kdy je polysilikon umístěn do křemenného kelímku a zahříván na teplotu 1400 °C udržovanou na obvodu, čímž vzniká polysilikonová tavenina.Tomu samozřejmě předchází ponoření zárodečného krystalu do něj a tažná tyč unese zárodečný krystal v opačném směru, přičemž jej pomalu a svisle vytahuje nahoru z křemíkové taveniny.Tavenina polykrystalického křemíku ulpívá na dně zárodečného krystalu a roste směrem nahoru ve směru mřížky zárodečného krystalu, která po vytažení a ochlazení přeroste v monokrystalickou tyčinku se stejnou orientací mřížky jako vnitřní zárodečný krystal.Nakonec jsou monokrystalické destičky omílány, řezány, broušeny, zkoseny a leštěny, aby se vytvořily velmi důležité destičky.

V závislosti na velikosti řezu lze křemíkové plátky klasifikovat jako 6", 8", 12" a 18".Čím větší je velikost plátku, tím více třísek lze z každého plátku vyříznout a tím nižší jsou náklady na čip.

Proč je křemík nejvhodnějším materiálem pro výrobu čipů?

Teoreticky lze jako materiály čipů použít všechny polovodiče, ale hlavní důvody, proč je křemík nejvhodnějším materiálem pro výrobu čipů, jsou následující.

1, podle žebříčku obsahu prvků na Zemi, v pořadí: kyslík > křemík > hliník > železo > vápník > sodík > draslík ...... je vidět, že křemík je na druhém místě, obsah je obrovský, což také umožňuje čip mít téměř nevyčerpatelné zásoby surovin.

2, chemické vlastnosti křemíkového prvku a vlastnosti materiálu jsou velmi stabilní, nejčasnějším tranzistorem je použití polovodičových materiálů germania k výrobě, ale protože teplota přesahuje 75 ℃, vodivost bude velká změna, po obrácení se změní na PN přechod svodový proud germania než křemíku, takže výběr křemíkového prvku jako materiálu čipu je vhodnější;

3, technologie čištění křemíkových prvků je vyspělá a nízká cena, v dnešní době může čištění křemíku dosáhnout 99,9999999999%.

4, samotný silikonový materiál je netoxický a nezávadný, což je také jeden z důležitých důvodů, proč je zvolen jako výrobní materiál pro čipy.