لماذا تكون رقائق البطاطس مربعة والرقائق مستديرة؟

في الانطباع العام، الرقاقة عبارة عن رقاقة سيليكون رفيعة ومستديرة عالية النقاء، ويمكن معالجة رقاقة السيليكون عالية النقاء هذه لإنتاج مجموعة متنوعة من هياكل مكونات الدائرة، بحيث تصبح منتج دائرة متكاملة بوظائف كهربائية محددة . يتم وضع المكونات المعبأة بكثافة بشكل أنيق على مادة السيليكون أحادية البلورية، وهي منظمة ومربعة. ويمكن ملاحظة أن الرقاقات لا تزال مقطعة إلى مربعات في التطبيقات العملية.

لماذا تصنع رقائق السيليكون بشكل دائري؟ لماذا هي "رقاقة" وليست "مربع كريستال"؟ لماذا لا توجد شريحة في الحلقة الخارجية لبعض الرقاقات، ويتم وضع بعض دوائر الرقاقة على الرقاقة بأكملها، وستكون هناك رقائق غير مكتملة في الحلقة الخارجية للرقاقة؟ يعرف الأصدقاء المطلعون على عملية تصنيع أشباه الموصلات أنه قبل قطع الشريحة وتعبئتها، تتم عملية التصنيع بأكملها على الرقاقة. لكن الرقائق التي نراها كلها مربعة الشكل، وعندما تصنع شريحة على رقاقة مستديرة، ستكون هناك دائمًا بعض المناطق التي لا يتم استغلالها. فلماذا لا تستخدم الرقائق المربعة لزيادة الاستفادة؟ نظرًا لأن الرقائق (رقائق السيليكون في الأصل) يتم قطعها من قضبان السيليكون الأسطوانية، فإن المقطع العرضي يمكن أن يكون دائريًا فقط.

الرقائق أكثر ملاءمة لصنع الرقائق من "المربعات البلورية"

يمكن تلخيص تصنيع رقائق السيليكون في ثلاث خطوات أساسية: تكرير السيليكون وتنقيته، ونمو السيليكون أحادي البلورة، وقولبة الرقاقات.

الأول هو تنقية وصهر رمل السيليكا. في هذه المرحلة، يتم الحصول على البولي سيليكون بشكل رئيسي من خلال سلسلة من التدابير مثل الذوبان والتنقية والتقطير.

التالي هو عملية نمو السيليكون أحادي البلورة. إنه نمو السيليكون أحادي البلورة من ذوبان السيليكون. يتم وضع البولي سيليكون عالي النقاء في بوتقة كوارتز ويتم تسخينه عند درجات حرارة عالية في جو وقائي لإذابته. يمكن سحب سبيكة السيليكون أحادية البلورية ذات القطر الكبير عموديًا باستخدام بلورة بذرة صغيرة ترتفع ببطء من المصهور الدوار.

الخطوة الأخيرة هي صب الرقاقة. تكون سبيكة السيليكون أحادية البلورية بشكل عام أسطوانية، ويتراوح قطرها من 3 بوصات إلى أكثر من 10 بوصات. بعد تقطيع سبائك السيليكون وصقلها، يتم الحصول على رقاقة سيليكون أحادية البلورية، والمعروفة أيضًا باسم الرقاقة.

في الوقت الحاضر، تعد طريقة Czochralase هي الطريقة الأكثر استخدامًا لزراعة الرقائق، بالإضافة إلى طريقة Czochralase، فإن الطريقة الشائعة الاستخدام هي أيضًا ذوبان المنطقة. وبشكل عام، فإن قضيب السيليكون أحادي البلورة يكون أسطوانيًا، ورقاقة السيليكون أحادية البلورة التي يتم الحصول عليها بهذه الطريقة تكون مستديرة بشكل طبيعي. في الواقع، يمكن قطع قضيب السيليكون إلى مكعب قبل تقطيعه إلى شرائح، بحيث يمكن الحصول على "المربع البلوري" مباشرة عند تقطيعه لاحقًا. لكن قضبان السيليكون المستخدمة في صنع الرقائق لا تفعل ذلك لعدة أسباب:

الأول هو أن الجولة أكثر ملاءمة للطلاء المقاوم للضوء. بالإضافة إلى ذلك، نظرًا لوجود إجهاد الحافة، فإن القوة الهيكلية للرقائق الدائرية تكون أيضًا أعلى من تلك الخاصة بالرقائق المربعة. تحتاج رقاقة السيليكون إلى الخضوع لعدة أحجار ضوئية، وحفر، وطحن كيميائي وعمليات أخرى قبل أن تصبح رقاقة، وسوف تتراكم الرقاقة المزيد من الضغط في الحلقة الخارجية. ولذلك، فإن الزاوية الحادة للمربع ستتسبب في تركيز إجهاد الحافة، والذي يتلف بسهولة في عملية الإنتاج ويؤثر على العائد الإجمالي.

بشكل عام، تعد الرقائق المستديرة أكثر ملاءمة لتصنيع الرقائق ولها إنتاجية أعلى. إذا كانت الرقاقات المستخدمة في صنع الرقائق ليست مناسبة لصنع الرقائق المربعة، فلماذا لا يمكن تصنيع الرقائق بشكل دائري؟

من الصعب صنع الرقائق المستديرة

بعد طلاء رقاقة السيليكون والطباعة الحجرية والحفر والحقن الأيوني وخطوات أخرى، سيتم تصنيع شريحة، ولكن في هذا الوقت لا تزال الشريحة "طويلة" على الرقاقة، ويجب قطعها لتصبح شريحة منفصلة.

يمكن قطع الشريحة المربعة بقطع قليلة فقط. أخشى أن يستغرق قطع الرقائق المستديرة وقتًا أطول عدة مرات من القطع المربع. والأهم من ذلك أن الرقائق المستديرة لا تحل مشكلة مساحة السيليكون المهدرة.

في الواقع، يعد توفير مساحة الرقاقة دائمًا مسألة مهمة. كلما زاد عدد الرقائق التي يمكن إنتاجها على الرقاقة، زادت كفاءة الإنتاج وانخفضت تكلفة الشريحة الواحدة. في الوقت الحاضر، أفضل طريقة لحل مشكلة كفاءة الإنتاج هي زيادة مساحة الرقاقة، وهو حساب التفاضل والتكامل المألوف.

رقاقة السيليكون الضوئية المربعة

بالإضافة إلى صناعة الرقائق، تعد رقائق السيليكون أيضًا جزءًا مهمًا للغاية من المجال الكهروضوئي.

هيكل الألواح الشمسية (الخلية السيليكون)

المرحلة المبكرة من عملية تحضير السيليكون أحادي البلورية الكهروضوئية هي نفس شريحة السيليكون أحادي البلورية، والسبب في المربع بسيط جدًا أيضًا، إذا كانت الخلية الكهروضوئية مستديرة، فستظهر خلايا متعددة مرتبة في منتصف اللوحة الشمسية فجوات، تقليل معدل التحويل الإجمالي. بالمقارنة مع الرقاقة، فإن متطلبات نقاء السيليكون لتصنيع الألواح الكهروضوئية أقل قليلاً، ويحتاج معيار النقاء فقط إلى 99.9999%، وهو ما لا يمكن أن يصل إلى 99.9999999% من إنتاج الرقائق.

***لخص***

لماذا تكون الرقائق مربعة؟ من الصعب قطع الرقائق المستديرة، ومرحلة التعبئة اللاحقة ليست ملائمة للتحكم، والأهم من ذلك، أن الرقائق المستديرة لا يمكنها حل مشكلة مساحة الرقاقة المهدرة. لماذا الرقائق مستديرة؟ في عملية إنتاج الرقائق، تكون الرقائق الدائرية أكثر ملاءمة لإنتاجها بسبب العوامل الميكانيكية، ويكون العائد أعلى، وقضيب السيليكون أسطواني بشكل طبيعي، والرقاقة مستديرة بشكل طبيعي. ومع ذلك، في المجال الكهروضوئي، فإن رقاقة السيليكون المربعة لا تهدر مساحة عندما يتم تعبئة البطارية، وبالتالي فإن رقاقة السيليكون الكهروضوئية تكون مربعة.

تركز Fountyl Technologies PTE Ltd، على صناعة تصنيع أشباه الموصلات، وتشمل المنتجات الرئيسية: ظرف الدبوس، ظرف السيراميك المسامي، المستجيب النهائي الخزفي، العارضة المربعة الخزفية، المغزل الخزفي، مرحبًا بكم في الاتصال والتفاوض!