Elektroonilised komponendid IC kiibid integraallülitused IC TPS74701QDRCRQ1 ühe koha ost

Vahvlite ja krõpsude suhe

Ülevaade vahvlitest

Vahvlite ja kiipide vaheliste seoste mõistmiseks on alljärgnev ülevaade vahvlite ja kiipide tundmise põhielementidest.

(i) Mis on vahvel?

Vahvlid on ränivahvlid, mida kasutatakse räni pooljuht-integraallülituste tootmisel ja mida nende ringikujulise kuju tõttu nimetatakse vahvliteks;neid saab töödelda räniplaatidel, et moodustada mitmesuguseid vooluahela komponente ja saada spetsiifiliste elektriliste funktsioonidega integraallülitustoodeteks.Vahvlite tooraineks on räni ja maakoore pinnal on ränidioksiidi ammendamatu varu.Ränidioksiidi maak rafineeritakse elektrikaarahjudes, klooritakse vesinikkloriidhappega ja destilleeritakse, et saada kõrge puhtusastmega polüräni puhtusastmega 99,99999999999%.

ii) Vahvlite põhitooraine

Räni rafineeritakse kvartsliivast ja vahvlid puhastatakse (99,999%) elemendist räni, millest tehakse seejärel ränivardad, millest saab materjal integraallülituste kvartspooljuhtide jaoks.

iii) vahvlite tootmisprotsess

Vahvlid on pooljuhtkiipide valmistamise põhimaterjal.Pooljuht-integraallülituste kõige olulisem tooraine on räni ja seega vastab see räniplaatidele.

Räni leidub looduses laialdaselt silikaatide või ränidioksiidi kujul kivimites ja kruusas.Räniplaatide valmistamise võib kokku võtta kolme põhietappiga: räni rafineerimine ja puhastamine, räni monokristalli kasvatamine ja vahvlite moodustamine.

Esimene on räni puhastamine, kus liiva ja kruusa tooraine pannakse umbes 2000 °C temperatuuril ja süsinikuallika juuresolekul elektrikaarahju.Kõrgel temperatuuril läbivad liivas ja kruusas sisalduv süsinik ja ränidioksiid keemilise reaktsiooni (süsinik ühineb hapnikuga, jättes räni), et saada puhas räni, mille puhtus on umbes 98%, mida tuntakse ka kui metallurgilist räni, mis ei ole piisavalt puhas mikroelektroonikaseadmete jaoks, sest pooljuhtmaterjalide elektrilised omadused on väga tundlikud lisandite kontsentratsiooni suhtes.Metallurgilise kvaliteediga räni puhastatakse seetõttu veelgi: purustatud metallurgilise puhtusega räni klooritakse gaasilise vesinikkloriidiga, et saada vedel silaan, mis seejärel destilleeritakse ja keemiliselt redutseeritakse protsessiga, mis annab kõrge puhtusastmega polükristallilise räni puhtusastmega 99,9999999999 %, millest saab elektrooniline räni.

Järgmisena tuleb monokristalliline räni kasvatamine, kõige levinum meetod, mida nimetatakse otseseks tõmbamiseks (CZ-meetod).Nagu on näidatud alloleval diagrammil, asetatakse kõrge puhtusastmega polüräni kvartstiiglisse ja kuumutatakse pidevalt väljastpoolt ümbritseva grafiitküttekehaga, hoides temperatuuri ligikaudu 1400 °C juures.Ahjus olev gaas on tavaliselt inertne, võimaldades polüränil sulada soovimatuid keemilisi reaktsioone tekitamata.Üksikkristallide moodustamiseks juhitakse ka kristallide orientatsiooni: tiiglit pööratakse polüräni sulatisega, sellesse uputatakse idukristall ning tõmbevarda kantakse vastupidises suunas, tõmmates seda aeglaselt ja vertikaalselt ülespoole. räni sula.Sulanud polüräni kleepub seemnekristalli põhja ja kasvab ülespoole seemnekristalli võre paigutuse suunas.