Elektronické součástky IC čipy Integrované obvody IC TPS74701QDRCRQ1 nákup na jednom místě

Vztah mezi oplatkami a čipy

Přehled oplatek

Abychom porozuměli vztahu mezi destičkami a čipy, následuje přehled klíčových prvků znalostí destiček a čipů.

(i) Co je to oplatka

Desky jsou křemíkové destičky používané při výrobě křemíkových polovodičových integrovaných obvodů, které se pro svůj kruhový tvar nazývají destičky;mohou být zpracovány na křemíkových waferech, aby vytvořily různé součásti obvodů a staly se produkty integrovaných obvodů se specifickými elektrickými funkcemi.Surovinou pro wafery je křemík a na povrchu zemské kůry je nevyčerpatelná zásoba oxidu křemičitého.Ruda oxidu křemičitého je rafinována v elektrických obloukových pecích, chlorována kyselinou chlorovodíkovou a destilována za vzniku vysoce čistého polykřemíku s čistotou 99,99999999999 %.

ii) Základní suroviny pro oplatky

Křemík je rafinován z křemenného písku a wafery jsou čištěny (99,999 %) z prvku křemíku, ze kterého jsou následně vyrobeny křemíkové tyčinky, které se stávají materiálem pro křemenné polovodiče pro integrované obvody.

(iii) Proces výroby plátků

Desky jsou základním materiálem pro výrobu polovodičových čipů.Nejdůležitější surovinou pro polovodičové integrované obvody je křemík, a proto odpovídá křemíkovým waferům.

Křemík se v přírodě hojně vyskytuje ve formě silikátů nebo oxidu křemičitého v horninách a štěrcích.Výrobu křemíkových plátků lze shrnout do tří základních kroků: rafinace a čištění křemíku, růst monokrystalu křemíku a tvarování plátku.

První je čištění křemíku, kdy se surovina písku a štěrku vkládá do elektrické obloukové pece při teplotě asi 2000 °C a za přítomnosti zdroje uhlíku.Při vysokých teplotách uhlík a oxid křemičitý v písku a štěrku podléhají chemické reakci (uhlík se spojuje s kyslíkem a zanechává křemík), aby se získal čistý křemík o čistotě asi 98 %, také známý jako metalurgický křemík, který není dostatečně čisté pro mikroelektronická zařízení, protože elektrické vlastnosti polovodičových materiálů jsou velmi citlivé na koncentraci nečistot.Metalurgický křemík je proto dále čištěn: rozdrcený metalurgický křemík je podroben chlorační reakci s plynným chlorovodíkem za vzniku kapalného silanu, který je následně destilován a chemicky redukován procesem, který poskytuje vysoce čistý polykrystalický křemík o čistotě 99,99999999999 %, který se stává křemíkem elektronické kvality.

Následuje růst monokrystalického křemíku, nejběžnější metoda nazývaná přímé tažení (CZ metoda).Jak je znázorněno na níže uvedeném schématu, vysoce čistý polysilikon je umístěn v křemenném kelímku a nepřetržitě zahříván grafitovým ohřívačem obklopujícím vnější stranu, přičemž se teplota udržuje na přibližně 1400 °C.Plyn v peci je obvykle inertní, což umožňuje tavení polysilikonu bez vytváření nežádoucích chemických reakcí.Pro vytvoření monokrystalů je také řízena orientace krystalů: kelímek se otáčí s taveninou polysilikonu, je do něj ponořen zárodečný krystal a tažná tyč je nesena v opačném směru, přičemž je pomalu a svisle tažena směrem nahoru od tavenina křemíku.Roztavený polysilikon se přilepí na dno zárodečného krystalu a roste směrem nahoru ve směru mřížkového uspořádání zárodečného krystalu.