Entegre devreler alanında, neden her yerde gofret var?
Yarı iletken endüstrisinde, özellikle entegre devreler alanında, gofretler her yerde görülebilir.
Bir yonga plakası ince, yuvarlak, yüksek saflıkta bir silikon yonga plakasıdır ve bu yüksek saflıktaki silikon yonga üzerinde çeşitli devre elemanı yapıları işlenerek onu belirli elektrik işlevlerine sahip bir entegre devre ürünü haline getirilebilir.
Bahsederken Entegre devre (IC) , Aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi, herkesin gördüğü gerçek nesneler veya resimler:
(Kaynak: Nomad Star)
Önlerinde yoğun şekilde paketlenmiş bileşenler, tümü düzenli ve kare bir şekilde bir parça monokristal silikon malzeme üzerine düzgünce yerleştirilir. Pratik uygulamalarda gofretin yine de kareler halinde kesilmesi gerektiği görülebilir.
Yani soru geliyor- Silikon gofret neden yuvarlak olmalıdır? Neden "kristal küp" yerine "gofret"?
Bu sorunu açıklamak için iki neden var: Bir yandan "genetik olarak belirlenmiş", diğer yandan "çevre kaynaklı".
"Genetik karar" -büyüme yöntemi liderleri
Bu soruyu cevaplamak için önce 100 yılı aşkın bir geçmişi olan bir sebep söylemeliyiz. . .
1918'de eski Sovyet bilim adamları Cheklauski (Czochralski) bir kristal büyütme yöntemi geliştirdi CZ yöntemi olarak anılan Czochralski kristal büyütme yöntemi .
Silikon gofret üretimi üç temel adımda özetlenebilir: silikon arıtma ve saflaştırma, tek kristal silikon büyütme ve gofret kalıplama.
(Kaynak:
her şeyden önce Silika kumunun saflaştırılması ve eritilmesi . Bu aşamada polisilikon esas olarak çözünme, saflaştırma ve damıtma gibi bir dizi önlemle elde edilir.
Sıradaki Tek kristal silikon büyüme süreci . Yani, tek kristal silikon, eriyik silikondan büyütülür. Yüksek saflıkta polisilikon bir kuvars potasına yerleştirilir ve onu eritmek için koruyucu bir atmosferde yüksek sıcaklıkta ısıtılır. Dönen eriyikten yavaşça yükselmek için küçük bir tohum kristali kullanarak, büyük çaplı tek kristal silikon külçe dikey olarak çekilebilir.
Son adım Gofret kalıplama . Monokristal silikon külçeler genellikle silindir şeklindedir ve çapları 3 inç ila on inçten fazla değişir. Silikon külçe dilimlenip parlatıldıktan sonra tek kristal silikon gofret veya gofret elde edilir.
Büyüme süreci aşağıdaki şekilde gösterildiği gibi bölünmüştür.
(Kaynak: Wu Chuan'ın blogu)
Günümüzde gofret yetiştirmek için en çok kullanılan yöntem Czochralski yöntemidir ve Czochralski yöntemine ek olarak zon eritme yöntemi de yaygın olarak kullanılmaktadır.
Fz yöntemi olarak adlandırılan bölge eritme yöntemi . 1939'da Bell Labs'ta çalışan W · G · Pfann, önce "bölgesel tesviye" fikrini ortaya attı, daha sonra Henry Huler, Dan Dorsey ve diğerlerinin yardımıyla yüksek saflıkta germanyum yetiştirdi. Ve silikon tek kristal ve bir patent aldı.
Bu yöntem, yarı iletken polikristalin çubuğun bir ucunda erimiş bir bölge oluşturmak için termal enerji kullanır ve bu da onu tek bir kristal halinde yeniden kristalleştirir. Eriyik bölgesi yavaşça çubuğun diğer ucuna belirli bir yönde hareket ettirilir ve daha sonra polikristalin çubuk, tüm çubuk boyunca tek bir kristal çubuk halinde büyütülür.Bölge eritme yöntemi ayrıca bir tohum kristali gerektirir ve son sütunlu tek kristal elde edilir Külçenin yönü, tohum kristalinin yönü ile aynıdır.
(Kaynak: Baidu Encyclopedia)
İki tür bölge eritme yöntemi vardır: Yatay bölge eritme ile Dikey süspansiyon bölgesi eritme . İlki esas olarak germanyum ve GaAs gibi malzemelerin saflaştırılması ve tek kristal büyümesi için kullanılır; ikincisi ise esas olarak silikon için kullanılır.
neden Yatay ve dikey uzun vardır Farklı bir tutam mı? Bunun nedeni, silikonun yüksek erime noktasına, aktif kimyasal özelliklere sahip olması ve yabancı cisimlerle kolayca kirlenmesidir, bu nedenle onu tutmak için uygun bir kap bulmak zordur.Doğal yatay bölge eritme, silikonun büyümesi için kullanılamaz.
(Kaynak: Baidu Encyclopedia)
Zon eritme yöntemi ile Czochralski yöntemi arasındaki en büyük fark şudur: Bölge eritme yöntemi genellikle potaları kullanmaz, daha az safsızlık sağlar ve büyüme materyali safsızlık içeriği de daha azdır. .
Sonuç olarak, tek kristal silikon çubuk silindiriktir ve bu yöntemle elde edilen tek kristal silikon plaka doğal olarak yuvarlaktır. Aşağıdaki resim gibi
(Kaynak: Bafang Resources Network)
İki noktanın nasıl ortaya çıktığını biliyor musunuz? Bingo, resmin solundaki keskin nokta tohum kristalidir ve resmin sağındaki keskin nokta, sonuna kadar büyüyen kristal çubuktur.Eritik halden çıktıktan sonra, karmaşık akışkanlar mekaniği prensibi ve erimiş silikonun hızlı katılaşmasından kaynaklanır.
"Çevresel karar" - teknolojik gelişme önderleri
Aslında hariç Gofret büyütme yöntemi Belirlenen "gofret" nin yuvarlak olma nedenine ek olarak, aşağıdaki gibi üç belirleyici faktör daha vardır:
2Birisi, karenin alan israfının oranının daireninkinden fazla olduğu bilinse bile, gofret imalat sürecinde 5 ila 8 mm'lik kenarın mevcut olmadığını göz önünde bulundurarak, L mm çapında bir daire ile L mm'lik bir kenar uzunluğuna sahip bir kareyi karşılaştırmayı hesaplamıştır. Uzun boylu. Bu nedenle, daire, çevre eşit olduğunda daha geniş yüzey alanına sahip iki boyutlu bir modeldir Ham maddeler işleme sırasında tam olarak kullanılabilir ve en çok yonga bir gofret üzerinde ayrılabilir.
3 Gerçek işlemede, yuvarlak nesneler üretim işlemleri için daha uygundur. Dairesel şekil, gofret üretim sürecinin kaçınılmaz bir gerekliliği olan gelişigüzel eksenel simetriye sahiptir.Bir dairesel gofretin yüzeyinde döndürerek kaplamanın kullanılabileceği düşünülebilir (aslında, döndürerek kaplama, şu anda tek tek fotorezist kaplamasıdır). Yöntem) Tek tip bir fotorezist kaplama elde edin, peki ya diğer gofret şekilleri? İmkansız veya çok zor ve mümkünse yüksek maliyetli.
4Tek kristal silikon külçelerin taşınması daha uygundur, bu da nakliye sırasında çarpmalar ve kırık kenarların neden olduğu malzeme kaybını etkili bir şekilde önler.
Ve lütfen dikkatlice hatırlayın, gördüğünüz gofretler tamamen yuvarlak mı? Hayır! Lütfen aşağıdaki resme bakın:
(Kaynak: Zhihu)
Silikon çubuk yapıldıktan sonra silikon çubuk üzerinde 200 mm'nin altına Flat denilen düz bir açı kesilir. 200 mm'nin (dahil) üzerindeki silikon çubuklarda atığı azaltmak için, sadece Çentik adı verilen küçük bir dairesel açıklık kesilir. Son olarak dilimleme yapılır ve elde edilen gofret aşağıdaki gibidir.
(Kaynak: Zhihu)
Peki bu küçük boşluk ne için? Düşünmesi kolay- Konumlandırma . Bu sayede her bir gofretin kristal yönü belirlenebilir ve işlem sırasında hata yapmak kolay değildir.
Öyleyse neden "gofret" karesi yok? ? ? Cevap basit: Geçmişten kalan bir soru ve teknik sınırlamalarla ilgili bir soru. Üstelik kare silikonlu gofret yapmaya gerçekten gerek yok ~
(Kaynak: Duantang)
Ama yine de gerçekten var Kare gofret Var ~ Aşağıdaki resme bakın ~~
(Kaynak: Çin Malı)
(Kaynak: Shougang)
Yani-- Güneş pillerinde kullanılan silikon gofretler .
Kaynak: Yarıiletkenler Enstitüsü, Çin Bilimler Akademisi
İpuçları: Yakın zamanda WeChat resmi hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaralarını ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız, şunları yapmalısınız: "Çin Bilimler Akademisinin Sesi" genel hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız Olarak Ayarla" yı seçin
