Elektroniset komponentit IC-sirut integroidut piirit IC TPS74701QDRCRQ1 yhden paikan osto

Kiekkojen ja sirujen välinen suhde

Yleiskatsaus kiekoista

Jotta ymmärrys kiekkojen ja sirujen välisestä suhteesta, seuraava on yleiskatsaus kiekkojen ja sirujen tietämyksen avainelementteihin.

(i) Mikä on kiekko

Kiekot ovat piikiekkoja, joita käytetään integroitujen piipuolijohdepiirien valmistuksessa, joita kutsutaan kiekkoiksi niiden pyöreän muodon vuoksi;niitä voidaan työstää piikiekoilla muodostamaan erilaisia ​​piirikomponentteja ja niistä tulee integroituja piirituotteita, joilla on tietyt sähköiset toiminnot.Kiekkojen raaka-aine on pii, ja piidioksidia on maankuoren pinnalla ehtymätön määrä.Piidioksidimalmi jalostetaan valokaariuuneissa, kloorataan kloorivetyhapolla ja tislataan erittäin puhtaan polypiin tuottamiseksi, jonka puhtaus on 99,99999999999 %.

ii) Kiekkojen perusraaka-aineet

Pii jalostetaan kvartsihiekasta ja kiekot puhdistetaan (99,999 %) piielementistä, josta tehdään sitten piisauvoja, joista tulee materiaalina integroitujen piirien kvartsipuolijohteita.

(iii) Kiekkojen valmistusprosessi

Kiekot ovat puolijohdesirujen valmistuksen perusmateriaali.Puolijohdeintegroitujen piirien tärkein raaka-aine on pii ja siksi se vastaa piikiekkoja.

Piitä esiintyy luonnossa laajalti silikaattien tai piidioksidin muodossa kivissä ja sorassa.Piikiekkojen valmistus voidaan tiivistää kolmeen perusvaiheeseen: piin jalostus ja puhdistus, yksikiteinen piin kasvatus ja kiekkojen muodostus.

Ensimmäinen on piipuhdistus, jossa hiekan ja soran raaka-aine laitetaan valokaariuuniin noin 2000 °C:n lämpötilassa ja hiililähteen läsnä ollessa.Korkeissa lämpötiloissa hiekan ja soran hiili ja piidioksidi käyvät läpi kemiallisen reaktion (hiili yhdistyy happeen jättäen piitä), jolloin saadaan puhdasta piitä, jonka puhtaus on noin 98 %, joka tunnetaan myös metallurgisena piinä, joka ei ole tarpeeksi puhdasta mikroelektroniikkalaitteille, koska puolijohdemateriaalien sähköiset ominaisuudet ovat erittäin herkkiä epäpuhtauksien pitoisuudelle.Metallurgista laatua olevaa piitä puhdistetaan siksi edelleen: murskattu metallurginen pii alistetaan klooraukseen kaasumaisen kloorivedyn kanssa, jolloin saadaan nestemäistä silaania, joka sitten tislataan ja pelkistetään kemiallisesti prosessilla, joka tuottaa erittäin puhdasta monikiteistä piitä, jonka puhtaus on 99,99999999. %, josta tulee elektronista piitä.

Seuraavaksi tulee yksikiteinen piin kasvu, yleisin menetelmä, jota kutsutaan suoravetoiseksi (CZ-menetelmä).Kuten alla olevasta kaaviosta näkyy, erittäin puhdas polypii asetetaan kvartsiupokkaan ja kuumennetaan jatkuvasti ulkoa ympäröivän grafiittilämmittimen kanssa pitäen lämpötila noin 1400 °C:ssa.Uunissa oleva kaasu on yleensä inerttiä, mikä mahdollistaa polypiin sulamisen aiheuttamatta ei-toivottuja kemiallisia reaktioita.Yksittäisten kiteiden muodostamiseksi kontrolloidaan myös kiteiden suuntausta: upokas pyöritetään polypii-sulan kanssa, siihen upotetaan siemenkide ja vetotankoa kuljetetaan vastakkaiseen suuntaan samalla, kun se vedetään hitaasti ja pystysuunnassa ylöspäin. piin sulaa.Sulanut polypii tarttuu siemenkiteen pohjaan ja kasvaa ylöspäin siemenkiteen hilajärjestelyn suuntaan.