چگونه از توده فلزی سیلیکون در نیمه هادی ها استفاده می شود؟

سلام! من به عنوان تأمین کننده توده فلزی سیلیکون ، دست اول دیده ام که چگونه این ماده نقش مهمی در صنعت نیمه هادی دارد. در این وبلاگ ، من می خواهم که چگونه از توده فلزی سیلیکون در نیمه هادی ها استفاده می شود ، بنابراین بیایید درست شیرجه بزنیم!

توده فلزی سیلیکون چیست؟

قبل از استفاده از آن در نیمه هادی ها ، بیایید سریعاً به آنچه توده فلزی سیلیکون است بپردازیم. این نوعی سیلیکون است که با کاهش ماسه سیلیس با کربن در کوره قوس الکتریکی تولید می شود. نتیجه یک فلز سخت و شکننده با میزان سیلیکون بالا ، معمولاً در حدود 98 ٪ یا بیشتر است. این خلوص آن را برای طیف گسترده ای از برنامه ها ، به ویژه در زمینه نیمه هادی ایده آل می کند.

پایه و اساس نیمه هادی ها

سیلیکون ستون فقرات صنعت نیمه هادی است. چرا؟ خوب ، این ویژگی های منحصر به فرد دارد که آن را برای این نقش عالی می کند. اول از همه ، سیلیکون خود نیمه هادی است. این بدان معناست که می تواند تحت شرایط خاصی برق را انجام دهد ، اما نه و همچنین یک هادی خالص مانند مس. این ویژگی به نیمه هادی ها اجازه می دهد تا جریان برق را کنترل کنند ، که برای کار با دستگاه های الکترونیکی ضروری است.

توده فلزی سیلیکون نقطه شروع برای بیشتر فرآیندهای تولید نیمه هادی است. سیلیکون خلوص بالا در توده برای ایجاد سیلیکون تک کریستالی ، که برای ساخت ویفرهای سیلیکون استفاده می شود ، حتی بیشتر تصفیه می شود. این ویفرها بلوک های ساختمانی تقریباً تمام دستگاه های نیمه هادی هستند ، از ریزپردازنده های موجود در رایانه شما گرفته تا تراشه های موجود در تلفن هوشمند شما.

فرایند تصفیه

هنگامی که توده فلزی سیلیکون را در اختیار داشتیم ، روند تصفیه آغاز می شود. مرحله اول معمولاً تبدیل سیلیکون به یک ترکیب گازی مانند تری کلروسیلان (Sihcl₃) است. این کار با واکنش سیلیکون با گاز کلرید هیدروژن انجام می شود. سپس ترکیب گازی از طریق یک سری مراحل تقطیر برای از بین بردن هرگونه ناخالصی پاک می شود.

پس از تصفیه ، تری کلروسیلان به سیلیسون خلوص بالا بر روی میله گرم شده تجزیه می شود. این فرایند رسوب بخار شیمیایی (CVD) نامیده می شود. نتیجه یک میله سیلیکون پلی کریستالی است که در این صورت بیشتر پردازش می شود تا سیلیکون تک کریستالی ایجاد شود.

ایجاد سیلیکون کریستالی تک

سیلیکون تک کریستال برای کاربردهای نیمه هادی بسیار مهم است زیرا یک ساختار اتمی یکنواخت دارد. این یکنواختی امکان کنترل بهتر خصوصیات الکتریکی و نقص کمتری در دستگاه های نیمه هادی را فراهم می کند.

یکی از متداول ترین روش ها برای ایجاد سیلیکون کریستالی از سیلیکون پلی کریستالی فرآیند Czochralski است. در این فرآیند ، یک کریستال بذر کوچک در یک استخر مذاب سیلیکون خالص فرو می رود. از آنجا که کریستال بذر به آرامی بیرون کشیده می شود ، سیلیکون در اطراف آن جامد می شود و یک شمش بزرگ و کریستالی را تشکیل می دهد.

ساخت ویفرهای سیلیکونی

پس از تشکیل شمش سیلیکون کریستالی ، با استفاده از اره الماس در ویفرهای نازک خرد می شود. این ویفرها سپس به یک آینه صیقلی می شوند - مانند پایان برای اطمینان از یک سطح صاف برای پردازش بیشتر.

اندازه ویفرها در طول سال ها در حال افزایش است. در حال حاضر ، ویفرهای 300 میلی متر (12 اینچ) معمولاً در صنعت نیمه هادی استفاده می شوند. ویفرهای بزرگتر باعث می شود تراشه های بیشتری از یک ویفر واحد تولید شود که باعث کاهش هزینه در هر تراشه می شود.

ساخت دستگاه نیمه هادی

اکنون که ویفرهای سیلیکون داریم ، وقت آن است که دستگاه های نیمه هادی را شروع کنیم. این شامل یک سری فرآیندهای پیچیده ، از جمله فوتولیتوگرافی ، اچ ، دوپینگ و رسوب است.

از فوتولیتوگرافی برای الگوی ویفر استفاده می شود. ماده ای حساس به نام Photoresist روی ویفر اعمال می شود و سپس یک ماسک با الگوی مدار مورد نظر بر روی آن قرار می گیرد. ویفر سپس در معرض نور قرار می گیرد ، که در مناطق در معرض نور ، نورپردازی را سخت می کند. سپس نورپردازی غیرقانونی برداشته می شود و الگویی را روی ویفر پشت سر می گذارد.

اچ برای از بین بردن سیلیکون در مناطقی که نورپردازی برداشته شده است استفاده می شود و باعث ایجاد سنگرها و سایر ویژگی های ویفر می شود. دوپینگ فرآیند اضافه کردن ناخالصی ها به سیلیکون برای تغییر خصوصیات الکتریکی آن است. به عنوان مثال ، اضافه کردن Boron نیمه هادی AP - نوع را ایجاد می کند ، در حالی که اضافه کردن فسفر یک نیمه هادی نوع N ایجاد می کند.

از رسوب برای اضافه کردن لایه هایی از مواد مختلف مانند فلزات و عایق ها به ویفر استفاده می شود. از این لایه ها برای ایجاد اتصالات الکتریکی و عایق بندی قسمت های مختلف مدار استفاده می شود.

اشکال دیگر سیلیکون در نیمه هادی ها

علاوه بر توده فلزی سیلیکون ، از دیگر اشکال سیلیکون نیز در صنعت نیمه هادی استفاده می شود. به عنوان مثال ،بریکت سیلیکوندر بعضی از برنامه ها که در آن یک فاکتور شکل متفاوت مورد نیاز است ، قابل استفاده است. بریکت های سیلیکون در بعضی موارد آسانتر از کار و حمل و نقل هستند و همچنین می توان آنها را در فرآیندهای ذوب و پالایش خاص استفاده کرد.

فلز کاربیدماده مهم دیگری است این خاصیت از خاصیت منحصر به فردی مانند هدایت حرارتی بالا و ولتاژ با شکست زیاد برخوردار است که باعث می شود آن را برای کاربردهای با قدرت بالا و دمای بالا مناسب کند.

پودر فلزی سیلیکونیمی توان در برخی از فرآیندهای ساخت نیمه هادی تخصصی ، مانند تولید انواع خاصی از ترانزیستورهای نازک - فیلم استفاده کرد.

آینده سیلیکون در نیمه هادی ها

از آنجا که تقاضا برای دستگاههای نیمه هادی کارآمدتر ، سریعتر و انرژی بیشتر رشد می کند ، نقش سیلیکون فقط از اهمیت بیشتری برخوردار می شود. محققان دائماً به دنبال راه هایی برای بهبود عملکرد نیمه هادی های مبتنی بر سیلیکون هستند ، مانند استفاده از تکنیک ها و مواد جدید تولید.

با این حال ، چالش هایی نیز وجود دارد. از آنجا که اندازه دستگاه های نیمه هادی همچنان در حال کوچک شدن است ، کنترل خاصیت الکتریکی و کاهش نقص دشوارتر می شود. این جایی است که توده فلزی سیلیکون با خلوص بالا بسیار مهم تر می شود ، زیرا یک نقطه شروع تمیز برای فرآیند تولید فراهم می کند.

چرا توده فلزی سیلیکون ما را انتخاب می کنیم؟

اگر در صنعت نیمه هادی هستید ، می دانید داشتن یک منبع قابل اعتماد از سیلیکون خلوص بالا چقدر مهم است. توده فلزی سیلیکون ما با استفاده از جدیدترین فناوری و اقدامات دقیق کنترل کیفیت تولید می شود. ما اطمینان حاصل می کنیم که محصول ما از محتوای سیلیکون بالا و سطح ناخالصی پایین برخوردار است ، که برای تولید نیمه هادی ضروری است.

این که آیا شما در حال ساخت ویفرهای سیلیکون هستید یا دستگاه های نیمه هادی جدید را توسعه می دهید ، توده فلزی سیلیکون ما می تواند پایه و اساس مورد نیاز شما را فراهم کند. ما متعهد هستیم که خدمات عالی مشتری و تحویل به موقع را ارائه دهیم ، بنابراین می توانید روی تجارت اصلی خود تمرکز کنید.

بیایید وصل شویم!

اگر علاقه مند به کسب اطلاعات بیشتر در مورد توده فلزی سیلیکون ما هستید یا می خواهید در مورد خرید بالقوه بحث کنید ، از دستیابی به آن دریغ نکنید. ما در اینجا هستیم تا به تمام سوالات شما پاسخ دهیم و به شما در یافتن راه حل مناسب برای نیازهای تولید نیمه هادی خود کمک کنیم.

منابع

• SZE ، SM ، & NG ، KK (2007). فیزیک دستگاه های نیمه هادی. ویلی
• پیررت ، RF (1996). اصول نیمه هادی پیشرفته. آدیسون - وسلی.