新闻资讯NEWS

热门推荐

咨询热线

咨询热线 400-8325-007

热门标签

| 当前位置: 首页 >> 新闻资讯 >> 行业动态

成都猎头公司浅析芯片的原材料是什么呢?

发布时间:2022-11-12 11:10:05 作者:珏佳成都猎头公司 点击次数:463

成都猎头公司浅析芯片的原材料是什么呢?芯片在我们生活中有多重要呢?小到无线耳机、智能手机,大到汽车火车、飞机轮船,再到冰箱、电视、洗衣机等等都离不开芯片。可以说,芯片已经是我们生活中不可或缺的电子元器件了。但是你能想想这么一款精密器件,它居然是由沙子制成的吗?

第一步,硅提炼及提纯

芯片是由单质硅制成的,但自然界中并没有天然的单质硅,大都以硅的氧化物(二氧化硅、SiO2)形态存在,二氧化硅恰好是沙子的主要成分。

芯片所使用的沙子并非我们日常在海滩、河道、建筑工地等所见的那种,因为这种沙子含有红色、黄色、橙色的杂质,提纯难度更大。

芯片使用的沙子叫硅砂,这种沙子几乎没有其他的杂质,就是纯净的二氧化硅。那么如何把二氧化硅变成单质硅呢?

工业上经常用碳在高温下还原二氧化硅,然后制得含有少量杂质的粗贵。

化学式:SiO2+2C==高温==Si+2CO↑

我们将二氧化硅和碳充分混合,然后放入电弧炉中,加热到2000℃以上,在高温下,碳会与二氧化硅发生反应,炉膛底部会留下单质硅,而CO变为气体排出。

之后再用氧气对硅进行处理,把钙、铝等杂质去除,得到纯度为99%的单质硅。这个纯度远达不到制造芯片的标准。

为了进一步提纯单质硅,我们需要将其研磨成粉状,然后加入氯化氢,放入流化床反应器中,加热到300℃让其充分反应,生成三氯硅烷,同时去除铁、硼、磷等杂质。

三氯硅烷继续加热到1000℃,然后与氢气反应,最终形成纯度为99.999999%的单质硅,这个级别的硅就可以用来制造芯片了。

但此时的单质硅只能算多晶硅,由数量众多的小晶体或者微晶构成,这些小晶体之间的连接处有晶界,晶界会导致电子信号混乱,因此必须更改硅的结构,使其变成单晶硅。

第二步单晶硅生长

多晶硅变单晶硅的过程叫做直拉单晶技术,又称长晶。它的工艺流程为:熔化一→缩颈生长一→放肩生长一→等径生长一→尾部生长。

熔化:简单来说就是将多晶硅加入石英锅内,加热到熔点以上(1420℃),整个工程不能接触空气,因此长晶炉一般都是抽成真空,然后加入氩气。

缩颈生长:将微小的晶粒放入熔化的硅熔体中,因为温度差导致接触面产生热应力,形成位错,此时快速提升,使长出的籽晶直径减小到46mm左右。

而放肩生长就是将晶体的直径放大至所需的尺寸,该过程需要注意降温、减小拉速。

等径生产,就是保持晶体直径不变,持续拉长的过程。

尾部生长与放肩生长过程相反,当直径缩小至一个点时,晶棒就会与硅熔体分离。整个长晶过程结束。多晶硅也就变成了单晶硅棒,也就是我们常说的硅锭。

目前硅锭的直径大都为150mm、300mm、450mm三种,用于制造8英寸、12英寸的晶圆。

第三步制成晶圆

硅晶棒是无法直接进行刻蚀的,它需要经过切断、滚磨、切片、倒角、抛光、激光刻等程序后,才能成为芯片制造的基本材料——“晶圆”。

晶圆的切片方法有传统的机械切割(划片)和激光切割(切片)。

机械切割是直接将钻石锯片作用在晶圆表面,产生应力,使其分割。切割宽度一般为25-35μm之间,速度为8-10mm/s,切割慢,不同规格需要不同的刀具。

此外,机械切割容易造成晶圆崩边、破损等现象。

而旋转砂轮式切割虽然可以降低晶圆破损,但需要去离子水冷却,又导致成本较高。于是发明了新型激光切割。

激光切割不会产生机械应力,大大地保证了晶圆的质量。

此外激光的精确度更高,可以达到亚微米级别,非常适合精密加工,在强大的脉冲能量下,硅材料直接汽化产生均匀的沟道,实现切割。

激光切割速度更快,且不需要冷却水,更不会出现磨损刀具的问题,可以24小时不间断作业。

激光对晶圆有更好的兼容性和通用性。

切割后的晶圆再通过氧化、化学气相沉积等方法进行镀膜,使表面形成一层SiO2薄膜,并在SiO2薄膜中进行N型、P型掺杂。

是不是很多网友认为晶圆就像一张DVD光盘,其实并非如此,晶圆不是标准的圆形,一般都会切出一个边,当作类似三角形的“底”,成为“有底的圆”。


本文标签

相关文章