چرا چیپس مربع و ویفر گرد است؟

در تصور عمومی، ویفر یک ویفر سیلیکونی نازک و گرد با خلوص بالا است و بر روی این ویفر سیلیکونی با خلوص بالا می‌توان برای تولید انواع ساختارهای اجزای مدار پردازش کرد، به طوری که به یک محصول مدار مجتمع با عملکردهای الکتریکی خاص تبدیل می‌شود. . اجزای بسته بندی متراکم به طور منظم روی یک ماده سیلیکونی تک کریستالی قرار می گیرند که منظم و مربع است. مشاهده می شود که ویفرها هنوز در کاربردهای عملی به صورت مربع بریده می شوند.

چرا ویفرهای سیلیکونی گرد ساخته می شوند؟ چرا «ویفر» است و «مربع بلورین» نیست؟ چرا در حلقه بیرونی برخی ویفرها تراشه وجود ندارد و مدارهای ویفر روی کل ویفر گذاشته شده است و در حلقه بیرونی ویفر تراشه های ناقصی وجود خواهد داشت؟ دوستانی که با فرآیند ساخت نیمه هادی آشنا هستند می دانند که قبل از برش و بسته بندی تراشه تمام مراحل ساخت بر روی ویفر انجام می شود. اما تراشه‌هایی که ما می‌بینیم همه مربع هستند و وقتی یک تراشه روی ویفر گرد درست می‌کنید، همیشه قسمت‌هایی وجود دارد که از آنها استفاده نمی‌شود. پس چرا از ویفرهای مربعی برای افزایش استفاده استفاده نکنید؟ از آنجایی که ویفرها (در اصل ویفرهای سیلیکونی) از میله های سیلیکونی استوانه ای بریده می شوند، سطح مقطع فقط می تواند دایره ای باشد.

ویفرها برای ساخت تراشه ها مناسب تر از "مربع های کریستالی" هستند.

تولید ویفر سیلیکونی را می توان در سه مرحله اساسی خلاصه کرد: پالایش و خالص سازی سیلیکون، رشد سیلیکون تک کریستالی، قالب گیری ویفر.

اولین مورد تصفیه و ذوب ماسه سیلیس است. در این مرحله، پلی سیلیکون عمدتاً از طریق یک سری اقدامات مانند انحلال، خالص سازی و تقطیر به دست می آید.

مرحله بعدی فرآیند رشد سیلیکون تک کریستالی است. این رشد سیلیکون تک کریستالی از مذاب سیلیکون است. پلی سیلیکون با خلوص بالا در یک بوته کوارتز قرار می گیرد و در دمای بالا در یک اتمسفر محافظ گرم می شود تا ذوب شود. شمش سیلیکون تک کریستالی با قطر بزرگ را می توان با استفاده از یک کریستال دانه کوچک که به آرامی از مذاب دوار بلند می شود، به صورت عمودی کشید.

مرحله نهایی قالب گیری ویفر است. شمش سیلیکون تک کریستالی معمولاً استوانه‌ای است و قطر آن از 3 اینچ تا بیش از 10 اینچ است. پس از برش و صیقل دادن شمش های سیلیکون، ویفر سیلیکونی تک کریستالی که به ویفر نیز معروف است، به دست می آید.

در حال حاضر روش Czochralase متداول ترین روش برای پرورش ویفر است، علاوه بر روش Czochralase، روش رایج آن ذوب ناحیه ای نیز می باشد. در مجموع میله سیلیکونی تک کریستالی استوانه ای است و ویفر سیلیکونی تک کریستالی که با این روش به دست می آید به طور طبیعی گرد است. در واقع، میله سیلیکونی را می توان قبل از برش به شکل مکعبی برش داد، به طوری که وقتی بعداً برش داده می شود، می توان "مربع کریستالی" را مستقیماً به دست آورد. اما میله‌های سیلیکونی که برای ساخت تراشه‌ها استفاده می‌شوند، به چند دلیل این کار را نمی‌کنند:

اولین مورد این است که گرد برای پوشش نور مقاوم تر است. علاوه بر این، به دلیل وجود تنش لبه، استحکام ساختاری ویفرهای دایره ای نیز بیشتر از ویفرهای مربعی است. ویفر سیلیکونی قبل از تبدیل شدن به ویفر نیاز به چندین فتولیت، اچینگ، سنگ زنی شیمیایی و سایر فرآیندها دارد و ویفر استرس بیشتری را در حلقه بیرونی جمع می کند. بنابراین، زاویه تیز مربع باعث تمرکز تنش لبه می شود که به راحتی در فرآیند تولید آسیب می بیند و عملکرد کلی را تحت تاثیر قرار می دهد.

به طور کلی، ویفرهای گرد برای تولید تراشه راحت تر هستند و بازده بالاتری دارند. اگر ویفرهایی که برای درست کردن چیپس استفاده می شود برای درست کردن مربع مناسب نیست، چرا نمی توان تراشه ها را گرد ساخت؟

درست کردن چیپس های گرد سخت تر است

پس از پوشش ویفر سیلیکونی، لیتوگرافی، اچینگ، تزریق یون و مراحل دیگر، یک تراشه ساخته خواهد شد، اما در این زمان تراشه هنوز روی ویفر "طولانی" است و باید برش داده شود تا به یک تراشه جداگانه تبدیل شود.

تراشه مربع را می توان تنها با چند برش قطع کرد. تراشه های گرد، می ترسم برش چند برابر بیشتر از مربع طول بکشد. مهمتر از همه، تراشه های گرد مشکل هدر رفتن ناحیه سیلیکونی را حل نمی کند.

در واقع، صرفه جویی در منطقه ویفر همیشه یک موضوع مهم است. هر چه تراشه های بیشتری را بتوان روی ویفر تولید کرد، بازده تولید بالاتر و هزینه یک تراشه منفرد کمتر می شود. در حال حاضر بهترین راه برای حل راندمان تولید، افزایش سطح ویفر است که همان حساب آشناست.

ویفر سیلیکونی فتوولتائیک مربعی

ویفرهای سیلیکونی علاوه بر ساخت تراشه، بخش بسیار مهمی از میدان فتوولتائیک هستند.

ساختار پنل خورشیدی (سلول سیلیکونی است)

مرحله اولیه فرآیند آماده سازی سیلیکون تک کریستالی فتوولتائیک مانند سیلیکون تک کریستالی تراشه است، دلیل مربع نیز بسیار ساده است، اگر سلول فتوولتائیک گرد باشد، سلول های متعددی که در وسط پانل خورشیدی چیده شده اند، شکاف هایی ظاهر می شوند. کاهش نرخ تبدیل کلی در مقایسه با تراشه، نیازهای خلوص سیلیکون برای ساخت پانل های فتوولتائیک کمی کمتر است و استاندارد خلوص فقط باید 99.9999٪ باشد که نمی تواند به 99.9999999٪ از تولید تراشه ها برسد.

***خلاصه***

چرا چیپس ها مربع هستند؟ برش تراشه های گرد دشوار است، مرحله بسته بندی بعدی برای کنترل راحت نیست و از همه مهمتر، تراشه های گرد نمی توانند مشکل هدر رفتن ناحیه ویفر را حل کنند. چرا ویفرها گرد هستند؟ در فرآیند تولید تراشه، ویفرهای دایره‌ای به دلیل عوامل مکانیکی راحت‌تر تولید می‌شوند و بازده بیشتر است و میله سیلیکونی به طور طبیعی استوانه‌ای است و ویفر به طور طبیعی گرد است. با این حال، در زمینه فتوولتائیک، ویفر سیلیکونی مربعی هنگام بسته بندی باتری فضا را هدر نمی دهد، بنابراین ویفر سیلیکونی فتوولتائیک مربع است.

راFountyl Technologies PTE Ltd، بر صنعت تولید نیمه هادی تمرکز دارد، محصولات اصلی عبارتند از: پین چاک، چاک سرامیکی متخلخل، افکتور انتهایی سرامیکی، پرتو مربع سرامیکی، دوک سرامیکی، خوش آمدید به تماس و مذاکره!