Elektronske komponente IC čipi Integrirana vezja IC TPS74701QDRCRQ1 Nakup na enem mestu

Razmerje med napolitankami in čipsom

Pregled napolitank

Da bi razumeli razmerje med rezinami in čipi, sledi pregled ključnih elementov znanja o rezinah in čipih.

(i) Kaj je rezina

Vaferji so silicijeve rezine, ki se uporabljajo pri izdelavi silicijevih polprevodniških integriranih vezij, zaradi njihove krožne oblike pa se imenujejo rezine;jih je mogoče obdelati na silicijevih rezinah, da tvorijo različne komponente vezja in postanejo izdelki integriranih vezij s posebnimi električnimi funkcijami.Surovina za rezine je silicij, na površini zemeljske skorje pa je neizčrpna zaloga silicijevega dioksida.Ruda silicijevega dioksida se rafinira v elektroobločnih pečeh, klorira s klorovodikovo kislino in destilira, da se proizvede polisilicij visoke čistosti s čistostjo 99,99999999999 %.

(ii) Osnovne surovine za rezine

Silicij je prečiščen iz kremenčevega peska in rezine so prečiščene (99,999 %) iz elementa silicija, ki se nato naredi v silicijeve palice, ki postanejo material za kremenčeve polprevodnike za integrirana vezja.

(iii) Postopek izdelave rezin

Rezine so osnovni material za izdelavo polprevodniških čipov.Najpomembnejša surovina za polprevodniška integrirana vezja je silicij in zato ustreza silicijevim rezinam.

Silicij je v naravi široko prisoten v obliki silikatov ali silicijevega dioksida v kamninah in prodah.Izdelavo silicijevih rezin lahko povzamemo v tri osnovne korake: rafiniranje in čiščenje silicija, rast monokristalnega silicija in oblikovanje rezin.

Prvo je čiščenje silicija, kjer se surovina peska in gramoza vstavi v elektroobločno peč pri temperaturi približno 2000 °C in v prisotnosti vira ogljika.Pri visokih temperaturah se ogljik in silicijev dioksid v pesku in gramozu podvržeta kemični reakciji (ogljik se poveže s kisikom, pri čemer ostane silicij), da nastane čisti silicij s čistostjo približno 98 %, znan tudi kot silicij metalurške kakovosti, ki ni dovolj čist za mikroelektronske naprave, ker so električne lastnosti polprevodniških materialov zelo občutljive na koncentracijo nečistoč.Silicij metalurške kakovosti je zato dodatno prečiščen: zdrobljen silicij metalurške kakovosti je izpostavljen reakciji kloriranja s plinastim vodikovim kloridom, da nastane tekoči silan, ki se nato destilira in kemično reducira s postopkom, ki daje polikristalni silicij visoke čistosti s čistočo 99,99999999999. %, ki postane elektronski silicij.

Sledi rast monokristalnega silicija, najpogostejša metoda, imenovana direktno vlečenje (metoda CZ).Kot je prikazano na spodnjem diagramu, je polisilicij visoke čistosti postavljen v kvarčni lonček in se stalno segreva z grafitnim grelnikom, ki obdaja zunanjost, pri čemer se temperatura vzdržuje pri približno 1400 °C.Plin v peči je običajno inerten, kar omogoča, da se polisilicij stopi brez neželenih kemičnih reakcij.Za tvorbo posameznih kristalov je nadzorovana tudi orientacija kristalov: lonček se vrti s talino polisilicija, vanj se potopi zarodni kristal, vlečena palica pa se prenaša v nasprotni smeri, medtem ko jo počasi in navpično vlečemo navzgor od silicijeva talina.Staljeni polisilicij se prilepi na dno zarodnega kristala in raste navzgor v smeri mrežne razporeditve zarodnega kristala.